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Spatial Modeling of Rangeland Potential Vegetation Environments

Mark E. Jensen, Jeff P. Dibenedetto, James A. Barber, Cliff Montagne and Patrick S. Bourgeron
Journal of Range Management
Vol. 54, No. 5 (Sep., 2001), pp. 528-536
DOI: 10.2307/4003581
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/4003581
Page Count: 9
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Spatial Modeling of Rangeland Potential Vegetation Environments
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Abstract

Potential vegetation environments (e.g., habitat types, range sites, ecological sites) are important to land managers because they provide a conceptual basis for the description of resource potentials and ecological integrity. Efficient use of potential vegetation classifications in regional or subregional scale assessments of ecosystem health has been limited to date, however, because traditional ecological unit mapping procedures often treat such classifications as ancillary information in the map unit description. Accordingly, it is difficult, if not impossible, to describe the precise location, patch size, and spatial arrangement of potential vegetation environments from most traditional ecological unit maps. Recent advances in remote sensing, geographic information systems (GIS), terrain modeling, and climate interpolation facilitate the direct mapping of potential vegetation through a predictive process based on gradient analysis and ecological niche theory. In this paper, we describe how a predictive vegetation mapping process was used to develop a 30 m raster-based map of 4 grassland, 5 shrubland, and 6 woodland habitat types across the Little Missouri National Grasslands, North Dakota. Discriminant analysis was used in developing this potential vegetation map based on 6 primary geographic information system themes. Geoclimatic subsections and remotely sensed vegetation lifeform maps were used in predictive model stratification. Terrain indices, LANDSAT satellite imagery, and interpolated climate information were used as independent (predictor) variables in model construction. A total of 616 field plots with known habitat type membership were used as dependent variables and assessed by a jackknife discriminant analysis procedure. Accuracy values of our map ranged from 54 to 77% in grasslands, 62 to 100% in shrublands, and 70 to 100% in woodlands dependent on geoclimatic subsection setting. Techniques are also described for generalizing the 30 m pixel resolution habitat type map to appropriate ecological unit maps (e.g., landtype associations) for use in ecosystem health assessments and land use planning. /// Los ambientes de vegetación potencial (por ejemplo, tipos de hábitat, sitios de pastizal, sitios ecológicos) son importantes para el manejador de terrenos porque ellos proveen una base conceptual para la descripción de los recursos potenciales y la integridad ecológica. A la fecha, el uso eficiente de clasificaciones de vegetación potencial en evaluaciones de la salud del ecosistema a escala regional y subregional ha sido limitado, esto debido a que los procedimientos tradicionales de mapeo de unidades ecológicas a menudo tratan tales clasificaciones como información secundaria en la descripción de la unidad de mapeo. De acuerdo a esto, es difícil, si no imposible, describir la localidad precisa, el tamaño de parche y el arreglo espacial de los ambientes de vegetación potencial a partir de los mapas mas tradicionales de unidad ecológica. Avances recientes en el área de sensores remotos, sistemas de información geográfica, modelaje de terreno e interpolación de clima facilitan el mapeo directo de la vegetación potencial a través de un proceso predictivo basado en el análisis de gradientes y la teoría ecológica de nichos. En este articulo describimos como un proceso predictivo de mapeo de vegetación fue usado para desarrollar un mapa raster de 30 m de tipos hábitat de 4 zacatales, 5 matorrales y 6 bosques a través de los pastizales nacionales de "Little Missouri" de North Dakota. Se uso análisis discriminante en el desarrollo de este mapa de vegetación potencial basado en 6 temas primarios de sistemas de información geográfica. En el modelo de estratificación predictiva se utilizaron subsecciones geoclimáticas y mapas de formas de vida derivados de vegetación procesada con sensores remotos. Indices de terreno, imagen satelital LANDSAT e información climática interpolada se utilizaron en el modelo como variables independientes (predictivas). Se usaron un total de 616 parcelas de campo con tipo de hábitat conocido como variables dependientes y evaluadas por procedimiento de un análisis discriminate de navaja. Los valores de certeza de nuestro mapa variaron de 54 a 77% en los zacatales, de 62 a 100% en los matorrales y de 70 a 100% en los bosques, dependiendo de la subsección geoclimáticas en la que se encontraban situados. También se describen las técnica para generalizar los mapas de tipo de hábitat de resolución de 30 m por pixel a mapas apropiados de unidades ecológicas (por ejemplo, asociaciones de tipo de terreno) para el uso en las evaluaciones de salud del pastizal y la planeación del uso de la tierra.

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