Méthodes

Le cadre de l’échantillonnage spatial

Les parcelles d’atlas

L’unité d’inventaire de base était la parcelle de 10 km de côté (100 km2) du quadrillage de la projection universelle transverse de Mercator (UTM). La Saskatchewan compte 6 914 parcelles, contenues dans les l’une des trois zones UTM suivantes : 12, 13 et 14 (figure 1). On trouve des parcelles incomplètes ( de moins de 100 km2 de terres continentales émergées) le long des frontières provinciales et des limites des zones UTM. Durant la collecte des données, les parcelles incomplètes d’au moins 10 km2 ont fait l’objet d’un effort d’observation comparable à celui dans les parcelles complètes. L’effort d’observation dans les parcelles incomplètes de moins de 10 km2 a été moins soutenu que dans les autres parcelles.

Figure 1. Parcelles d’atlas et zones UTM de Saskatchewan (NAD83)

Les cartes de chaque parcelle (figure 2) montrait les types d’habitats, les routes, les sentiers, les courbes de niveau, les quadrillages UTM de 1 km et les traits indiquant les intervalles de 100 m. De plus, les cartes montraient la position prédéterminée des points d’écoute, ainsi que leurs coordonnées, inscrites dans la légende. Ces cartes ont été rendues disponibles sur Internet et qui permettaient aux participants d’orienter leurs efforts de terrain (p. ex. points d’écoutes et points d’écoutes hors route) en fonction de la répartition des différents types d’habitat.

Figure 2. Exemple d’une carte d’une parcelle individuelle.

Les régions administratives de l’atlas

La Saskatchewan a été divisée en 16 régions administratives (voir la figure 3). Les activités de relevé étaient dirigées dans chaque région par un ou deux coordonnateurs régionaux (CR), nommés ici, ou membres du personnel. Les CR jouaient le rôle de personnes-ressources auprès des participants en leur fournissant les renseignements demandés et ils veillaient à ce que chaque région soit adéquatement couverte. La façon dont ils ont procédé variait selon le nombre de bénévoles et l’accessibilité des parcelles. Les CR ont consacré une grande partie de leur temps à attribuer les parcelles aux bénévoles, à s’occuper de leur formation et à coordonner leurs efforts. Parfois, ils ont également effectué la plupart des visites dans les parcelles, car de nombreuses régions avaient peu de bénévoles. Ils ont aussi participé aux réunions annuelles de planification et ont examiné toutes les données fournies par les participants de leur région administrative. Les CR étaient les piliers du projet et ils et elles ont été indispensables à son succès. Le nom de chacun est énuméré dans une section qui leur est dédiée sur la page des remerciements.

Figure 3. Les régions administratives de l’atlas

Les parcelles prioritaires

Afin d’assurer une distribution adéquate de l’effort de relevé dans l’espace, le comité technique a désigné une partie des parcelles de l’atlas comme étant des parcelles prioritaires. Les bénévoles ont été encouragés à commencer par les parcelles prioritaires, avant de s’intéresser aux autres. Les parcelles situées autour des villes, des parcs nationaux et provinciaux, ainsi que près des habitations des bénévoles ont naturellement reçu une attention considérable, quel que soit leur statut de priorité.

Dans les régions les plus peuplées du sud (régions 1 à 14), où les routes et autoroutes facilitent les déplacements vers la plupart des endroits, environ 20 % des parcelles ont été classées prioritaires dans une grille systématique uniformément répartie. Dans les régions du nord (régions 15 et 16), où les bénévoles et l’accès sont très limités, il a été nécessaire d’adopter une approche différente pour l’attribution des parcelles prioritaires afin de fixer des objectifs de couverture ambitieux mais réalisables.

Stratégie de sélection des parcelles prioritaires du nord

Nous avons d’abord envisagé de désigner des parcelles prioritaires dans les régions du nord en établissant une « grille systématique » comme cela a été fait dans les régions du sud de l’Atlas, mais à une densité plus faible. Bien qu’une grille systématique soit cohérente avec le travail effectué dans les régions méridionales et qu’elle soit statistiquement avantageuse si elle est réalisée, il serait difficile et coûteux d’accéder à de nombreuses parcelles prioritaires en raison de l’absence de routes, de rivières navigables ou même de lacs appropriés pour l’atterrissage d’hydravions dans la plupart des parcelles du nord. Au lieu de cela, nous avons utilisé un plan d’échantillonnage hiérarchiquement structuré connu sous le nom de Boreal Optimal Sampling Strategy (BOSS ; Van Wilgenburg et al. 2020) pour sélectionner les parcelles prioritaires du nord. L’approche BOSS tient compte des contraintes de coût liées à l’accès, de la représentation des habitats au sein des écorégions et de l’équilibre spatial (uniformité de la couverture spatiale) pour fournir un cadre d’échantillonnage pragmatique et rentable. Nous avons réparti la taille de l’échantillon des parcelles prioritaires cibles entre les écorégions en nous basant sur une combinaison de la superficie de l’écorégion, de la richesse historique en espèces aviaires et de la variabilité attendue, dans le but de placer un plus grand échantillonnage là où nous prévoyons une plus grande variabilité de l’échantillonnage et potentiellement plus de limites de l’aire de répartition des espèces.  Étant donné que les régions les plus nordiques n’ont que peu ou pas d’historique d’échantillonnage permettant de dériver des estimations de la variation spatiale et temporelle des communautés d’oiseaux, nous avons utilisé des variables de substitution connues pour correspondre à la variation spatiale et temporelle de l’abondance des oiseaux. Nous avons utilisé des variables de substitution dont les liens entre l’abondance et la distribution des espèces sont bien documentés et qui reflètent les variations spatiales et temporelles de la végétation, de l’âge des forêts et des variables climatiques (Van Wilgenburg et al. 2020). Au total, 387 parcelles prioritaires ont été attribuées dans les deux régions du nord, et celles-ci ont ensuite été stratifiées en priorités primaires, secondaires et tertiaires afin d’établir des objectifs d’échantillonnage correspondant à l’obtention d’une couverture minimale, meilleure et idéale des régions du nord éloignées.

L’établissement des stations de points d’écoute dans les parcelles du nord s’est fait de deux manières. Si la parcelle était accessible par le réseau routier national, nous avons établi jusqu’à 30 points prédéfinis le long de la route. Ensuite, pour toutes les parcelles prioritaires identifiées à l’aide de l’approche BOSS, nous avons sélectionné un échantillon aléatoire stratifié (basé sur l’habitat) de grilles systématiques composées de neuf points espacés de 300 m. Nous avons fixé un objectif de deux grilles de neuf stations par parcelle prioritaire afin qu’une équipe de deux personnes puisse compléter la parcelle au cours d’une matinée. Pour une description détaillée de la procédure de sélection des grilles d’échantillonnage utilisant l’approche BOSS, voir Van Wilgenburg et al. (2020).

La distribution et les indices de nidification

De 2017 à 2021, les participants ont systématiquement exploré la Saskatchewan, parcelle par parcelle, à la recherche d’oiseaux nicheurs. Ils ont suivi une méthodologie normalisée utilisée pour d’autres atlas canadiens, basée sur des techniques initialement conçues pour le premier atlas britannique (Sharrock 1976), reproduites à de nombreux endroits par la suite (Gibbons et al. 2007) et encouragées et affinées par le Conseil de l’Atlas ornithologique de l’Amérique du Nord. Ils ont principalement utilisé une approche de liste, appelée « observations générales » (general atlassing), qui consiste à noter la date, l’heure, la durée et le lieu de chaque séance d’observation active, ainsi qu’une liste complète des espèces d’oiseaux rencontrées et un décompte des individus. Pour chaque espèce détectée durant une séance, la preuve de nidification la plus élevée a été notée et associée à cette observation. Les preuves de nidification ont été classées dans l’une des trois catégories suivantes : possible, probable ou confirmée (voir le tableau 1). Les données recueillies lors de ces enquêtes constituent l’essentiel des données utilisées pour créer les cartes de distribution.

Table 1. Description des indices de nidification. Les mentions rapportées sont la catégorie « Espèce observée » n’ont pas été considérées comme des évidences de nidification et ‘ont pas été incluses dans les cartes..

Observations fortuites

Les participants à l’atlas ont été encouragés à fournir des mentions d’observations fortuites d’indices de nidification dans n’importe quelle partie de la province. Une observation fortuite se produit lorsque la personne effectue une autre activité que l’observation des oiseaux. Par exemple, en conduisant, un Merle d’Amérique a été observé transportant du matériel de nidification.

Les parcelles prioritaires

Les limitations d’accès et la petite taille de la population de la Saskatchewan ont rendu extrêmement difficile l’obtention d’un niveau de couverture adéquat dans toutes les zones géographiques et tous les habitats. Afin d’assurer une bonne répartition géographique des relevés, une série de parcelles ont été choisies comme cibles prioritaires dans le nord et le sud de la province et des objectifs de couverture ont été fixés pour chaque région. Dans les régions où le nombre de participants était limité, ceux-ci ont d’abord relevé les parcelles prioritaires, avant de s’intéresser aux autres. Les expéditions dans les régions éloignées ont été consacrées aux carrés prioritaires.

« Compléter » une parcelle

Pour qu’une parcelle soit considérée comme complète, les participants ont été instruits de consacrer 12 à 20 heures d’efforts à la collecte d’observations générales, ainsi que 15 points d’écoute dans chaque parcelle. Ils ont été fortement encouragés à couvrir tous les habitats de la parcelle et à élargir leurs efforts au fil de la journée et de la saison de nidification pour maximiser le nombre d’espèces observées. Bien que ce type de variation temporelle et saisonnière soit idéal, il s’est souvent avéré impossible à réaliser, en particulier dans les régions où il y a peu de participants et dans les zones éloignées.

Au fur et à mesure que l’atlas progressait, il est devenu évident que les objectifs initiaux de couverture des parcelles ne pourraient être atteints dans la plupart des régions de la province, même en ne prenant en compte que les parcelles prioritaires. Par conséquent, au cours des deux dernières années de l’atlas, la priorité a été donnée à la réalisation de 12 à 15 points d’écoute dans chaque parcelle prioritaire afin de garantir la possibilité de cartographier l’abondance relative d’un maximum d’espèces. Cela a eu pour conséquence de réduire le nombre d’heures consacrées aux observations générales, car les participants effectuant les points d’écoute ne disposaient souvent que d’un jour ou moins pour rechercher des indices de nidification dans une parcelle donnée.

Points d’écoute, données bioacoustiques, et abondance

Les points d’écoute sont des dénombrements d’une durée fixe de tous les oiseaux vus et entendus à partir d’une station prédéterminée, et nécessitent des participants très compétents, capables de reconnaître les chants et les cris des espèces locales. Les données de pointe d’écoute ont été utilisées en combinaison avec les données de distribution pour représenter l’abondance en relation avec les caractéristiques de l’habitat et du paysage, ainsi que pour cartographier la probabilité d’observation de chaque espèce. Les points d’écoute ont été effectués du 28 mai au 7-10 juillet (du 7 juin au 7-10 juillet dans la région 16), commençant au plus tôt 30 minutes avant le lever du soleil et se terminant au plus tard 5 heures après le lever du soleil. La date de fin de la période de pointe d’écoutes était légèrement flexible, permettant aux participants de prolonger cette période de quelques jours si les oiseaux chantaient encore à pleine voix après la date limite du 7 juillet dans leur région. Les participants ont également enregistré tous les indices de nidification observés lors des points d’écoute.

La collaboration proche entre Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) et l’équipe de l’Atlas des oiseaux nicheurs de la Saskatchewan a donné lieu à l’adoption de deux protocoles de point d’écoute en personne ; l’un utilisé principalement au sud de la forêt boréale par des bénévoles, modelé sur les récents atlas canadiens au Manitoba, en Colombie-Britannique et en Ontario, (c.-à-d. les points d’écoute de l’Atlas), et l’autre utilisé principalement par le personnel dans le cadre de la Stratégie d’échantillonnage optimal de la forêt boréale, c.-à-d. les points d’écoute « BOSS » (VanWilgenburg et coll., 2020).

L’utilisation de données bioacoustiques pour complémenter les données de point d’écoute en personne est rendue possible par les progrès technologiques et statistiques. Pour cela, on utilise à la fois des unités d’enregistrement autonomes (ou ARU, pour Autonomous Recording Unit) et des appareils portables, qui émulent les deux protocoles en personne.

Points d’écoute de l’atlas

Les points d’écoute de l’atlas étaient similaires à l’approche adoptée dans les atlas récents (Manitoba, Colombie-Britannique, Ontario II), où la durée du comptage était de 5 minutes, sauf que le relevé était divisé en intervalles de 3 et 2 minutes à l’aide d’un échantillonnage par enlèvement. Les espèces ont été recensées peu importe la distance de détection (c’est-à-dire aussi loin que l’œil peut voir et que l’oreille peut entendre). L’objectif de couverture était de réaliser 15 points d’écoute dans chaque carré prioritaire et dans tous les autres carrés recensés par ce moyen.

Les points d’écoute ont été dispersés au hasard le long des routes dès le début du projet. La carte de chaque parcelle indiquait la position de 30 points d’écoute, numérotés de 1 à 30. On a demandé aux participants de réaliser leur dénombrement aux points d’écoute numérotés de 1 à 15; mais si l’un ou plusieurs de ceux-ci étaient jugés inaccessibles ou périlleux, les participants devaient compenser en visitant les points suivants (16, 17, etc.). Une fois les points choisis, les dénombrements pouvaient être réalisés dans n’importe quel ordre.

Avant que ne débute la collecte des données, une analyse au moyen d’un système d’information géographique (SIG) avait permis d’identifier le type de milieu où se trouvait chaque point d’écoute. Dans les parcelles où les points d’écoute en bordure des routes n’offraient pas une représentation adéquate d’un type de milieu, les participants étaient invités à réaliser un dénombrement à des points d’écoute hors route dans le ou les milieux sous-représentés. Par exemple, dans beaucoup de parcelles, au moins un point d’écoute était nécessaire dans les milieu humide (marais), là où des routes ne se rendent que rarement. Ce sont les participants qui choisissaient le nombre et l’emplacement des points d’écoute hors route, de façon à ce que ceux-ci soient accessibles et représentent vraiment le type de milieu désiré. Les points d’écoute hors route devaient être situés à au moins 100 m d’une route et espacés d’au moins 300 m. La carte de chaque parcelle indiquait le nombre de points en bordure de route ainsi que le nombre de points hors route, toujours au nombre 15.

Points d’écoute « BOSS »

Dans les régions 15 et 16, le personnel d’Oiseaux Canada et du ECCC, ainsi que les bénévoles ayant entrepris des expéditions en région éloignée, ont effectué des points d’écoute selon le protocole de la Stratégie d’échantillonnage optimal de la forêt boréale (VanWilgenburg et coll., 2020). Les dénombrements, d’une durée de 10 minutes, ont été effectués selon des méthodes d’élimination du temps (Farnsworth et al., 2002) et d’échantillonnage de la distance (Buckland et al., 2001). Autrement dit, les observateurs ont documenté l’intervalle de minutes de la première détection et la distance (0-50 m, 50-100 m, et > 100 m) de chaque oiseau.

Échantillonnage bioacoustique

La technologie bioacoustique a joué un rôle crucial en permettant une augmentation significative de la capacité de collecte de données. Elle a agi comme un multiplicateur de main-d’œuvre, offrant à un plus grand nombre de participants et de partenaires la possibilité de contribuer à l’effort de points d’écoute. Des enregistreurs portatifs et des unités d’enregistrement autonomes (ou ARU, pour Autonomous Recording Unit) ont été utilisés pour produire des enregistrements qui ont ensuite été transcrits par un observateur qualifié.

Les ARU sont des appareils numériques imperméables à l’eau, dotés d’horaires d’enregistrement personnalisés et conçus pour être déployés dans l’environnement et récupérés à une date ultérieure. Pendant la saison de points d’écoute, les ARU sont programmées pour effectuer plusieurs enregistrements quotidiens durant la matinée (d’une demi-heure avant le lever du soleil à 5 heures après le lever du soleil, en fonction du lieu), ainsi que pendant la nuit pour capturer les espèces nocturnes. Les enregistreurs déployés en automne et en hiver ont également été programmés pour effectuer des enregistrements intermittents de février à début mai afin de capturer les espèces résidentes qui vocalisent tôt, telles que les hiboux, les pics et les tétraonidés.

Une fois l’ARU récupérée, les enregistrements ont été choisis au hasard pour transcription, en éliminant tous ceux qui présentaient des interférences dues au vent, à la pluie ou aux perturbations humaines (p. ex. le bruit des routes, des trains, de la machinerie industrielle, etc.). Les ARU ont principalement été utilisées pour la stratégie d’échantillonnage optimale boréale, où un enregistrement matinal de 10 minutes a été sélectionné, ainsi que 5 enregistrements supplémentaires de 3 minutes au crépuscule et à la nuit. Les ARU utilisées par le personnel de l’atlas et les organisations partenaires comprenaient les modèles Wildlife Acoustics SM2, SM2+, SM4 et BAR-LT de Frontier Labs.  Les enregistrements effectués par le personnel du parc national de Prince Albert ont été réalisés à l’aide du système E3A de River Forks.

Contrairement aux ARU, les enregistreurs portables ne sont pas imperméables et doivent être actionnés par une personne pour démarrer et arrêter l’enregistrement. Une petite flotte d’enregistreurs Zoom H2N et de trépieds a été prêtée pour permettre aux participants qui aiment observer les oiseaux tôt le matin, mais qui n’ont peut-être pas de compétences auditives ou qui souffrent d’une perte d’audition, de contribuer à l’effort de comptage ponctuel en plus de l’atlas général. Les observateurs ont noté toutes les détections visuelles d’oiseaux, qui ont été ajoutées à la liste des espèces observées durant la matinée correspondante (mais pas au point d’écoute), après transcription des enregistrements.

Unité d’enregistrement autonome Wildlife Accoustics SM Mini déployée dans une prairie et unité d’enregistrement autonome Wildlife Accoustics SM2 déployée en hiver dans la forêt boréale. Photos de LeeAnn Latremouille.

Les espèces rares, coloniales et en péril

On a mis l’accent sur la documentation complète des espèces rares et coloniales, y compris les espèces que le Comité sur la situation des espèces en péril au Canada (COSEPAC) évalue comme étant « en péril » (préoccupantes, menacées ou en voie de disparition), ainsi que les espèces peu communes à l’échelle provinciale ou régionale. Pour les espèces coloniales et les espèces en péril très répandues, comme l’hirondelle rustique, une documentation supplémentaire n’a été demandée que pour les cas de reproduction confirmés. Pour les espèces rares et coloniales, la documentation supplémentaire demandée comprenait les coordonnées UTM (à l’aide de cartes carrées, d’appareils GPS ou de l’outil de cartographie en ligne), une description de l’habitat et du nombre d’adultes observés (pour les espèces rares) ou du nombre de nids ou de couples actifs (pour les espèces coloniales). Pour les espèces peu communes, les participants ont été encouragés à documenter en détail la façon dont ils ont identifié l’espèce (en particulier si l’identification était difficile).

Image d’une grande colonie nicheuse d’espèces mixtes sur le lac Doré, où l’on trouve des nids de Pélicans d’Amérique, de Cormorans à aigrettes, de Goélands à bec cerclé, de Goélands argentés, de Goélands de Californie, de Sternes caspiennes et de Sternes pierregarins. Photo de Vicki St Germaine.

Les autres sources de données

On a intégré à la base de données de l’atlas les données d’autres études réalisées au cours de la période de l’atlas qui s’intéressent aux espèces nicheuses, en attribuant aux observations un code d’indice de nidification pour la parcelle concernée. Comme la plupart de ces données n’avaient pas été obtenues selon la méthodologie de l’atlas, le plus souvent on leur a attribué le code de nidification possible, et comme on ne disposait que rarement d’une mesure de l’effort, elles ont été traitées comme des observations fortuites. Ces données ont été soumises au même processus de révision que celles de l’atlas et ignorées si elles ne répondaient pas aux exigences relatives aux indices de nidification ou s’il était impossible de les associer à une parcelle. La majeure partie des données externes provenait du Saskatchewan Conservation Data Centre, le centre provincial de stockage des données recueillies sur les espèces sauvages. Ce centre comprend des enquêtes commandées ou menées par l’industrie, ainsi que les données recueillies par Nature Saskatchewan dans le cadre de ses programmes.

La révision et la préparation des données

Les participants ont soumis leurs données en ligne via le portail NatureCounts de Oiseaux Canada pour l’Atlas des oiseaux nicheurs de la Saskatchewan. Le système de gestion des données marquait automatiquement d’un avertissement les mentions qu’il fallait valider et pour lesquelles d’autres renseignements étaient requis. Il s’agissait surtout de mentions d’espèces rares ou coloniales, mais aussi de nombres anormalement élevés d’individus d’espèces dénombrées aux points d’écoute. Les CR ont examiné toutes les données soumises, accordant une attention particulière aux mentions marquées d’un avertissement, qui ont toutes été examinées plus en détail par le coordinateur de l’atlas, des bénévoles et d’autres membres du personnel de l’atlas. Les données de chaque région ont également été examinées avec soin et les codes de reproduction ont été ajustés pour les espèces auxquelles des codes de nidification étaient souvent attribués de manière erronée, mais qui n’étaient pas automatiquement marquées d’un avertissement. Ces mentions concernaient notamment des oiseaux de rivage migrateurs, comme le Grand Chevalier et le Petit Chevalier, observés bien au sud de la transition boréale à la fin du printemps ou au début de l’automne, ainsi que des sauvagine non nicheuses, comme des espèces nichant dans des cavités à plusieurs kilomètres de sites de nidification appropriés (le Petit Garrot dans des mares creusées dans de grands pâturages sans arbres dans le sud-ouest aride, par exemple), ou encore des parulines et des moucherolles boréales migrant tardivement au sud de la forêt boréale.

Références

Buckland, S. T., Anderson, D. R., Burnham, K. P., Laake, J. L., Borchers, D. L., & Thomas, L. 2001. Introduction to distance sampling: estimating abundance of biological populations. Oxford University Press, Oxford, UK.

Farnsworth, G.L., Pollock, K.H., Nichols, J.D., Simons, T.R., Hines, J.E. and Sauer, J.R., 2002. A removal model for estimating detection probabilities from point-count surveys. The Auk, 119(2), pp.414-425.

Gibbons, D.W., Donald, P.F., Bauer, H.G., Fornasari, L. and Dawson, I.K., 2007. Mapping avian distributions: the evolution of bird atlases. Bird Study, 54(3), pp.324-334.

Sharrock, J. T. R. 1976. The atlas of the breeding birds in Britain and Ireland. T. & A. D. Poyser, Hertfordshire, U.K.

Van Wilgenburg, S.L., Mahon, C.L., Campbell, G., McLeod, L., Campbell, M., Evans, D., Easton, W., Francis, C.M., Haché, S., Machtans, C.S. and Mader, C., 2020. A cost efficient spatially balanced hierarchical sampling design for monitoring boreal birds incorporating access costs and habitat stratification. PLoS One, 15(6), p.e0234494.