Twenty-Eight Years of Changes in Landscape Heterogeneity of Mixedwood Boreal Forest Under Management in Quebec, Canada

Abstract

Changes in natural and anthropogenic disturbances in the mixedwood boreal forests of northwest Quebec have modified the landscape heterogeneity in terms of its composition and configuration. The aim of this study was to evaluate the heterogeneity (composition and configuration) of 78,000 km2 of mixedwood boreal forest landscape during recent decades (using Landsat imagery from 1985 to 2013) in areas affected by forest management. The classes Conifer, Mixed-Conifer, Mixed-Hardwood, and Hardwood were differentiated with an object-based classification (accuracy >80.2, Kappa coefficient >0.7). Also, 5 metrics (mean area, largest patch index, percentage the landscape of the core area, perimeter-area fractal dimension, and aggregation index) were calculated. This study showed that conifer-dominant cover dominates the mosaic and accounted for one third of the study area. Nevertheless, the conifer-dominant class showed the greatest decrease (reduction of 35% of its initial area at a rate of 1.7% per year). The metrics indicated that forest management in recent years produced a more heterogeneous landscape in 2013 unlike the landscape in 1985. The fire-influenced, old-growth conifer forests that previously dominated the landscape in northwestern Quebec were transformed by forestry practices into a more heterogeneous landscape. RÉSUMÉ Les régimes des perturbations naturelles et anthropiques dans les forêts boréales mixtes du nord-ouest du Québec ont modifié l'hétérogénéité du paysage en termes de composition et de configuration. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'hétérogénéité (composition et configuration) d'un territoire de 78,000 Km2 de la forêt boréale mixte aménagée au cours des dernières décennies en utilisant des images Landsat de 1985 à 2013. Les classes de couvertures forestières Résineux, Résineux mélangés, Feuillus mélangés et Feuillus ont été différenciées à l'aide d'une méthode de classification basée sur l'identification d'objets (précision >80.2, coefficient Kappa >0.7). En outre, cinq paramètres (superficie moyenne, indice de la taille de la plus grande parcelle, pourcentage du paysage de l'aire centrale, dimension fractale entre périmètre et surface et indice d'agrégation) ont été calculés. Les résultats de cette étude ont montré que la classe Résineux, domine la mosaïque et représente un tiers de la zone d'étude. Nonobstant, cette même classe a enregistré la plus forte diminution au cours de la période d'évaluation avec une réduction de 35% de sa superficie initiale au taux de 1,7% par an. Les paramètres indiquent que l'aménagement forestier au cours des dernières années a produit un paysage plus hétérogène en 2013, contrairement au paysage en 1985. Ces résultats indiquent que les forêts anciennes résineuses et influencées par le feu qui dominaient auparavant le paysage dans le nord-ouest du Québec ont été transformées par les pratiques forestières en un paysage plus hétérogène.