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Threshold and weighted-distance methods: a combined multiscale approach improves explanatory power of forest carabid beetle abundance in agricultural landscape

Authors :
Benjamin Bergerot
Julie Betbeder
Solène Croci
Olivier Jambon
Jacques Baudry
Françoise Burel
Hugues Boussard
Romain Georges
Pierre-Gilles Lemasle
Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO)
Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)
Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Biodiversité agroécologie et aménagement du paysage (UMR BAGAP)
Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Forêts et Sociétés (UPR Forêts et Sociétés)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Département Environnements et Sociétés (Cirad-ES)
Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza - Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE)
Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique (LETG - Rennes )
Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Nantes Université (Nantes Univ)-Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique UMR 6554 (LETG)
Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (Nantes Univ - IGARUN)
Nantes Université - pôle Humanités
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Humanités
Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (Nantes Univ - IGARUN)
Nantes Université (Nantes Univ)
Woodnet project, through the 2015-2016 BiodivERsA COFUND
ANR (Agence National de la Recherche, France) French National Research Agency (ANR)
MINECO (Ministerio de Asuntos Economicos y Transformacion Digital, Spain)
BELSPO (Politique scientifique federale, Belgium)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)
AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique (LETG - Nantes)
Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (IGARUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 2 (UR2)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Brest (UBO)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Landscape Ecology, Landscape Ecology, 2022, 37 (1), pp.159-174. ⟨10.1007/s10980-021-01338-z⟩, Landscape Ecology, Springer Verlag, In press, ⟨10.1007/s10980-021-01338-z⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Context To analyze the scales at which landscape structure influences ecological processes, two approaches with different underlying ecological assumptions exist; the usual threshold method and the weighted-distance method.Objectives We used abundance of species to test if the combination of weighted-distance and threshold approaches improves the explained variance of landscape metrics. Methods We developed a workflow using the two approaches to calculate metrics computed at multiple scales. The latter was developed using weighted metrics based on different weighted-distance functions, and one metric could be selected for more than one spatial scale. Then, we tested the explained variance of species distribution (the activity-density of Abax parallelepipedus) by these two approaches applied independently and then together in modeling a specific ecological response.Results The combination of metrics computed at multiple scales calculated by both weighted-distance and threshold method improved the predictive performance of the models. More precisely, adding metrics derived from the weighted-distance method to the threshold method significantly increased the explained variance when using the same environmental variables. The mean R-2 values of the selected model for the threshold method was 0.34 +/- 0.10, 0.49 +/- 0.11 with the weighted-distance method, and reached 0.71 +/- 0.07 with the two methods combined. These results demonstrate the importance of combining metrics using the weighted-distance method and the threshold method. In addition, activity-density was better explained by metrics selected at multiple scales.Conclusions This study highlights the importance of combining threshold and weighted-distance method at several scales to improve the explanation of ecological responses based on species abundance.

Details

Language :
English
ISSN :
09212973 and 15729761
Database :
OpenAIRE
Journal :
Landscape Ecology, Landscape Ecology, 2022, 37 (1), pp.159-174. ⟨10.1007/s10980-021-01338-z⟩, Landscape Ecology, Springer Verlag, In press, ⟨10.1007/s10980-021-01338-z⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....95b6650756d3739043d86f68d9d9d3b2