Monitoring Canada’s forests. Part 2: National forest fragmentation and pattern

Abstract

Canada is one of the world’s largest nations, with a land area of nearly one billion hectares. This vast area is home to a number of unique ecosystems, comprised of different climate, land cover, topography, and disturbance characteristics. Depiction of forest composition, based on satellite-derived land cover, is a common means to characterize and identify trends in forest conditions and land use. Forest pattern analyses that consider the size, distribution, and connectivity of forest patches can provide insights to land use, habitat, and biodiversity. In this communication, we present the pattern characteristics of Canada’s forests as determined by the Earth Observation for Sustainable Development of Forests (EOSD) product, a new land cover classification of the forested area of Canada. The EOSD product (EOSD LC 2000) represents conditions circa the year 2000, mapping each 25 m × 25 m pixel into one of 23 categories. We used the EOSD data to assess forest patterns nationally at four spatial extents: level 1, 13 000 km² (corresponding to the area of a single 1:250 000 scale National Topographic System (NTS) map sheet); level 2, 800 km² (corresponding to the area of a single 1:50 000 scale NTS map sheet); level 3, 1 km²; and level 4, 1 ha. For levels 1–3, a total of 95 landscape pattern metrics were calculated; for the 1 ha units, a subset of eight metrics were calculated. The results of this analysis indicate that Canada’s forest pattern varies by ecozone, with some ecozones characterized by large areas of contiguous forest (i.e., Boreal Shield, Atlantic Maritime, and Montane Cordillera), while other ecozones have less forest and are characterized by large numbers of small forest patches, reflecting the complex mosaic of land cover types present (Taiga Shield, Taiga Cordillera). Trends for the subset of metrics used to characterize national conditions are relatively consistent across levels 1-3. Level 4 metrics, where the analysis extent is 1 ha, are well-suited to regional or local analyses. As the first regional assessments of the patterns contained in the EOSD LC 2000, these measures of Canada’s forest landscape patterns add value to the national land cover baseline.

Le Canada est l’un des plus grands pays du monde avec une superficie d’un milliard d’hectares. Ce vaste territoire est l’hôte de nombreux écosystèmes uniques comprenant différents climats, couverts, topographies et caractéristiques de perturbations. La description de la composition forestière basée sur le couvert dérivé des images satellitaires est une procédure courante pour caractériser et identifier les tendances dans les conditions de la forêt et l’utilisation du sol. Les analyses des patrons de forêts qui considèrent la dimension, la distribution et la connectivité des parcelles de forêt peuvent fournir une connaissance de l’utilisation du sol, des habitats et de la biodiversité. Dans cette communication, nous présentons les caractéristiques des patrons de forêts canadiennes tels que déterminés par le produit EOSD (Observation de la Terre pour le développement durable des forêts / « Earth Observation for Sustainable Development of Forests »), une nouvelle classification du couvert de la zone forestière du Canada. Le produit EOSD représente les conditions en date de l’an 2000, cartographiant chaque pixel de 25 m × 25 m en fonction d’une de 23 catégories. Nous avons utilisé les données de EOSD pour évaluer les patrons de la forêt pour quatre étendues spatiales différentes: niveau 1, 13 000 km² (correspondant à la superficie d’un feuillet cartographique du Système national de référence cartographique (SNRC) au 1:250 000; niveau 2, 800 km² (correspondant à la superficie d’un feuillet cartographique du SNRC au 1:50 000); niveau 3, 1 km²; et niveau 4, 1 ha. Pour les niveaux 1–3, un total de 95 patrons différents du paysage ont été calculés; pour les unités de 1 ha, un sous-ensemble de huit patrons a été calculé. Les résultats de cette analyse indiquent que le patron des forêts canadiennes varie selon les écozones, avec certaines écozones qui sont caractérisées par de vastes étendues de forêt contiguë (c.-à-d. bouclier boréal, maritime de l’Atlantique, cordillère montagnarde), tandis que d’autres écozones ont moins de forêt et sont caractérisées par la présence d’un grand nombre de petites parcelles de forêt, reflétant ainsi la mosaïque complexe des types de couvert en présence (taïga du bouclier, taïga de la cordillère). Les tendances au niveau du sous-ensemble de valeurs utilisé pour caractériser les conditions au plan national sont relativement constantes pour les niveaux 1-3. Les valeurs de niveau 4, là où l’étendue de l’analyse est de 1 ha, sont plus appropriées pour les analyses régionales ou locales et seront prises en considération dans des projets futurs. À titre de premières évaluations régionales des patrons de forêt intégrés dans l’ensemble des données du couvert EOSD LC 2000, ces mesures des patrons de forêts à l’échelle nationale ajoutent de la valeur aux données de base du couvert national.[Traduit par la Rédaction]