Modelling landscape genetic connectivity of the mountain pine beetle in western Canada1.

CANADA; NORTH America

The current mountain pine beetle (MPB; Dendroctonus ponderosae Hopkins, 1902) outbreak has reached more than 25 million hectares of forests in North America, affecting pine species throughout the region and substantially changing landscapes. However, landscape features that enhance or limit dispersal during the geographic expansion associated with the outbreak are poorly understood. One of the obstacles in evaluating the effects of landscape features on dispersal is the parameterization of resistance surfaces, which are often constructed based on biased expert opinion or by making assumptions in the calculation of ecological distances. In this study, we assessed the impact of four environmental variables on MPB genetic connectivity across western Canada. We optimized resistance surfaces using genetic algorithms and models of maximum likelihood population effects, based on pairwise genetic distances and ecological distances calculated using random-walk commute-time distances. Unlike other methods for the development of resistance surfaces, this approach does not make a priori assumptions about the direction or shape of the relationships between environmental features and their cost to movement. We found highest support for a composite resistance surface including elevation and climate. These results further the understanding of MPB movement during an outbreak. Additionally, we demonstrated how to use our results for management purposes. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

L'épidémie actuelle du dendroctone du pin ponderosa (DPP; Dendroctonus ponderosae Hopkins, 1902) s'étend sur plus de 25 millions d'hectares de forêts en Amérique du Nord; elle touche les espèces de pin à travers la région et modifie substantiellement les paysages. Cependant, les caractéristiques du paysage qui favorisent ou limitent la dispersion durant l'expansion géographique associée à l'épidémie sont peu connues. Un des obstacles pour évaluer les effets des caractéristiques du paysage sur la dispersion est le paramétrage des surfaces de résistance, lequel est souvent réalisé à partir de l'opinion biaisée d'experts ou en faisant des hypothèses pour le calcul des distances écologiques. Dans cette étude, nous évaluons l'impact de quatre variables environnementales sur la connectivité génétique du DPP à travers l'ouest du Canada. Nous avons optimisé les surfaces de résistance à l'aide d'algorithmes génétiques et de modèles des effets les plus vraisemblables sur les populations, sur la base de distances génétiques et de distances écologiques appariées calculées à l'aide des distances déterminées par la méthode de durée du trajet et de marche aléatoire. Contrairement aux autres méthodes d'élaboration des surfaces de résistance, cette approche ne fait pas d'hypothèses a priori concernant la direction ou la forme des relations entre les caractéristiques environnementales et leur coût de changement. Nous avons trouvé le meilleur support pour une surface de résistance composite incluant l'altitude et le climat. Ces résultats améliorent la compréhension du mouvement du DPP au cours d'une épidémie. De plus, nous avons démontré de quelle façon utiliser nos résultats à des fins d'aménagement. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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