Spatial Transmutation and its Consequences in Spatially Upscaling Models of Spruce Budworm Population Dynamics

La modélisation dynamique est souvent utilisée afin de prévoir les réactions des populations animales et de plantes à différentes stratégies de gestion. Les modèles sont typiquement basés sur des études sur le terrain intensives des facteurs principaux affectant la survie et la reproduction des individus dans la population d'intérêt. Ces modèles, implicitement développés à l'échelle spatiale fine de l'étude expérimentale, sont alors “transposés” aux échelles spatiales plus grossières, auxquelles les décisions de gestion sont prises. Un processus, appelé transmutation spatiale, par lequel le comportement de la dynamique d'une population semble changer avec le niveau de l'échelle de la recherche, peut sérieusement fausser l'interprétation des résultats de la transposition aux plus grandes échelles. Ce problème est répandu dans la plupart des aspects des sciences de la foresterie, et est largement ignoré ou méconnu.Les effets de la transmutation spatiale sur le développement et sur l'interprétation des résultats sont considérés ici, dans le contexte de deux modèles de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana, (Clem.)); le premier étant la dynamique de la population – un modèle détaillé de simulation (Baskerville, 1976; Rolling, 1978; Jones, 1979) – et le deuxième, un modèle auto-régressif de série chronologique (Royama, 1984 et 1992). Une comparaison est faite entre les résultats antérieurs sur le modèle détaillé de simulation et les résultats d'analyse de la transmutation spatiale du modèle de série chronologique.En général, plus le taux des échelles spatiales est grand et plus les densités régionales de la tordeuse des bourgeons de l'épinette sont grandes, plus la transmutation spatiale est prononcée. L'évaluation des paramètres dépend aussi du niveau de l'échelle spatiale étudiée, et par conséquent, même la nature qualitative de la dynamique fondamentale peut sembler changer en réponse à une transposition de l'échelle. Il est donc nécessaire de prendre en considération la transmutation spatiale, lors de la combinaison de données mesurées à différentes résolutions spatiales durant le développement de modèle, et aussi en comparant les séries chronologiques modèles des données de population prises à différentes résolutions spatiales. L'identification d'une échelle normale et biologiquement définie, le développement d'un facteur de correction, et l'incorporation de rapports de covariance sont trois approches possibles pour parer les effets de la transmutation spatiale. Nous avons étudié les changements, par rapport au temps, de l'hétérogénéité spatiale dans les densités de la tordeuse des bourgeons de l'épinette, puisque la transmutation spatiale dépend de l'hétérogénéité spatiale. Dans des données d'étude du Nouveau Brunswick, les populations des deuxièmes larves instar étaient agrégées tout au long de la phase de déclin du cycle de manifestation le plus récent, cependant, elles étaient moins agrégées lorque les densités diminuaient. En outre, l'analyse de variogramme a prouvé que la distance moyenne, dans laquelle la corrélation spatiale se produisait, diminuait d'environ 120 kilomètres aux densités élevées de la tordeuse des bourgeons de l'épinette, à environ 20 kilomètres à de faibles densités.