L’ornithologie sans détours
Il y a une couple de semaines, une discussion intéressante a eu lieu dans le groupe d’échange de courriels sur la validation de données eBird (oui, une telle chose existe!). C’était à propos du calcul de la distance parcourue lors d’une excursion ornithologique. Lorsque le protocole d’observation est “en déplacement”, cette distance est une information potentiellement utile pour les personnes comme moi qui analysent les données eBird. Hélas, comme eBird n’est pas un dispositif d’échantillonnage strict, les ornithologues ont mille et une manières d’estimer la distance parcourue et à moins d’avoir un tracé GPS, impossible de déterminer la véracité de l’estimation. Si les données d’abondance sont exprimées en oiseaux par km parcouru ou quelque chose du genre, vous comprendrez que la distance a de l’importance!
Un des cas de figure les plus problématiques est l’aller-retour. Si vous vous rendez à un belvédère au sommet d’une colline à 2 km, et que vous revenez par le même chemin, vous inscrivez 2 km, 4 km ou quelque chose entre les deux? La suggestion d’eBird est claire: Ne comptez qu’une fois la longueur des tronçons où vous êtes revenu sur vos pas. Et si on contrevient à la règle? Dans le présent post, je regroupe les déplacements en trois catégories:
- aller simple (on ne compte pas le retour ni les oiseaux observés à ce moment)
- aller-retour
- boucle
Par le biais d’une simulation, on verra comment ces scénarios se comparent en termes d’oiseaux observés.
Imaginons donc trois déplacements de longueur égale (en pas) dans un milieu où la position exacte de 1000 oiseaux de différentes espèces est connue.
Pour les fins de l’exercice j’ai réparti les espèces de manière à avoir environ une centaine d’espèces, certaines abondantes et plusieurs autres moins abondantes, suivant la Loi du “20 - 80” (Loi de Pareto). Pour garder cela simple, j’ai positionné les oiseaux de manière aléatoire sur la carte.
Une fois cette “réalité” bâtie, imaginons deux cas extrêmes. Un ornithologue-prodige qui serait capable de TOUT détecter sur la carte ci-dessus arriverait avec la même liste quel que soit son trajet. Par contre, un ornithologue peu doué pour la détection verrait sa liste d’oiseaux changer drastiquement selon le trajet emprunté, car seuls les oiseaux tout près du trajet seraient notés. Bien sûr, la réalité se situe entre ces deux cas extrêmes. En quête de réalisme, j’ai simulé un ornithologue dont la capacité de détecter un oiseau varie de la manière suivante en fonction de la distance de l’oiseau.
Donc un oiseau à moins de 50 mètres a plus de la moitié des chances d’être détecté, et j’assume que la plupart des oiseaux à plus de 200 mètres passeront inaperçus. Restait juste à appliquer cette règle à chacun des 1000 oiseaux simulés, en faisant “avancer” notre ornithologue virtuel le long du trajet, et à noter le cumul des oiseaux et espèces détectés. Quelle est finalement l’influence du trajet - boucle, aller ou aller-retour - sur la liste obtenue?
Dans le diagramme suivant, on voit que le nombre d’espèces observées baisse d’environ 27% si on fait un aller-retour, comparé à un trajet de même longueur qu’on aurait fait sans revenir sur nos pas. C’est non négligeable, surtout si on essaie de mesurer des tendances subtiles dans l’abondance des oiseaux.
La différence est encore plus prononcée si on examine le nombre d’oiseaux observés. Avec les suppositions de la simulation, un aller-retour vous donnerait juste 70% des oiseaux que vous auriez observés en marchant la même distance sans retourner sur vos pas.
Dans les deux cas, on remarque qu’une boucle est aussi payante qu’un aller sans observation au retour, ce qui n’est pas étonnant puisque dans les deux cas on couvre toujours du nouveau terrain.
Alors qu’est-ce qui se passerait si on suivait la consigne eBird dans ce cas simulé (i.e., noter juste la distance de l’aller)? On surestimerait le nombre d’oiseaux par km parcourus puisqu’on voit que l’aller-retour donne tout de même plus que la moitié des oiseaux ou des espèces qu’une boucle ou un aller simple donnerait. Ceci s’explique par le fait qu’au retour on découvre tout de même quelques oiseaux nouveaux qu’on n’avait pas détectés à l’aller, en sus des oiseaux de l’aller qu’on ne recompte pas. Pour les allers-retours, une solution simple serait de noter une distance quelque part entre la totale et la suggestion d’eBird, soit par exemple 3 km pour un trajet aller-retour d’une longueur de 2 km + 2 km. Plus simple encore, si vous saisissez vos observations à mesure qu’elles se présentent, faites 2 listes: une pour l’aller et une pour le retour! Dans ce cas, remettez le compteur de chaque espèce à zéro quand vous faites volte-face, comme si vous n’aviez jamais fait l’aller. Qu’en pensez-vous?
PS - J’ai essayé différentes courbes de détection (Fig. 2) et le résultat reste sensiblement le même.
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Commentaires importés de WordPress
Jonathan Fréchette 22 juin 2021
Merci André, analyse très pertinente. J’ai toujours été convaincu que le retour (dans l’aller-retour) avait sa valeur. Personnellement je suis souvent plus attentif et lent au retour pour justement trouver de nouvelles espèces. Je me demande à quel point la vitesse de déplacement affecte la performance? Mon déplacement préféré sera toujours la boucle!
J’ai fait un petit test d’audition. Au marais Laperrière il n’y a qu’un seul V.mélodieux qui chante. J’ai pu mesurer que je l’entendais assez facilement à 350m.
Dans mon cartier urbain, j’entends des oiseaux au chant (P.couronnée, C.à poitrine rose) puissant à 250m seulement, beaucoup de bruit ambiant.
Edith van de Walle 16 septembre 2021
J’utilise l’application qui permet de suivre notre trajet et de calculer la distance. Bien que je trouve cela très pratique, j’ai remarqué que les distances sont un peu plus longues que ce que j’estimais avant car il calcule chaque petit détour. Je suis perplexe quant à la recommandation de Ebird soit d’enlever la distance retour. Je rejoins le commentaire de Jonathan Fréchette, car oui souvent on ajoute des espèces au retour et parfois confirme un nombre d’individu plus élevé. Intuitivement, j’aurais tendance à enlever la distance de retour mais à conserver le temps total. Est-ce que se serait une bonne stratégie pour limiter les biais? Il y a aussi les cas comme sur l’illustration où il y a beaucoup d’aller-retour, est-ce qu’on pourrait alors plutôt parler d’un rayon d’observation?
André Desrochers 16 septembre 2021
@Edith On n’arrivera pas à obtenir des trajets de distance précise – pour moi l’important est d’avoir un ordre de grandeur. Il faut comprendre que la distance n’est qu’un facteur de « bruit statistique » parmi plusieurs (conditions, compétence, concentration, etc.). L’approche la plus précise dans le cas d’un aller-retour serait de créer 2 listes, une pour l’aller et une pour le retour, en recommençant les décomptes à zéro au début du retour (i.e. on recompte les oiseaux déjà notés lors de l’aller). Je doute que cela devienne populaire.
AD*