Comparison between artificial neural networks and maximum likelihood classification in digital soil mapping

Soil surveys are the main source of spatial information on soils and have a range of different applications, mainly in agriculture. The continuity of this activity has however been severely compromised, mainly due to a lack of governmental funding. The purpose of this study was to evaluate the feasibility of two different classifiers (artificial neural networks and a maximum likelihood algorithm) in the prediction of soil classes in the northwest of the state of Rio de Janeiro. Terrain attributes such as elevation, slope, aspect, plan curvature and compound topographic index (CTI) and indices of clay minerals, iron oxide and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), derived from Landsat 7 ETM+ sensor imagery, were used as discriminating variables. The two classifiers were trained and validated for each soil class using 300 and 150 samples respectively, representing the characteristics of these classes in terms of the discriminating variables. According to the statistical tests, the accuracy of the classifier based on artificial neural networks (ANNs) was greater than of the classic Maximum Likelihood Classifier (MLC). Comparing the results with 126 points of reference showed that the resulting ANN map (73.81 %) was superior to the MLC map (57.94 %). The main errors when using the two classifiers were caused by: a) the geological heterogeneity of the area coupled with problems related to the geological map; b) the depth of lithic contact and/or rock exposure, and c) problems with the environmental correlation model used due to the polygenetic nature of the soils. This study confirms that the use of terrain attributes together with remote sensing data by an ANN approach can be a tool to facilitate soil mapping in Brazil, primarily due to the availability of low-cost remote sensing data and the ease by which terrain attributes can be obtained.

Sustainability of Wood Productivity of Pinus TaedaBased on Nutrient Export and Stocks in the Biomass and in the Soil

ABSTRACT The impact of intensive management practices on the sustainability of forest production depends on maintenance of soil fertility. The contribution of forest residues and nutrient cycling in this process is critical. A 16-year-old stand of Pinus taeda in a Cambissolo Húmico Alumínico léptico (Humic Endo-lithic Dystrudept) in the south of Brazil was studied. A total of 10 trees were sampled distributed in five diameter classes according to diameter at breast height. The biomass of the needles, twigs, bark, wood, and roots was measured for each tree. In addition to plant biomass, accumulated plant litter was sampled, and soil samples were taken at three increments based on sampling depth: 0.00-0.20, 0.20-0.40, 0.40-0.60, 0.60-1.00, 1.00-1.40, 1.40-1.80, and 1.80-1.90 m. The quantity and concentration of nutrients, as well as mineralogical characteristics, were determined for each soil sample. Three scenarios of harvesting intensities were simulated: wood removal (A), wood and bark removal (B), and wood + bark + canopy removal (C). The sum of all biomass components was 313 Mg ha-1.The stocks of nutrients in the trees decreased in the order N>Ca>K>S>Mg>P. The mineralogy of the Cambissolo Húmico Alumínico léptico showed the predominance of quartz sand and small traces of vermiculite in the silt fraction. Clay is the main fraction that contributes to soil weathering, due to the transformation of illite-vermiculite, releasing K. The depletion of nutrients from the soil biomass was in the order: P>S>N>K>Mg>Ca. Phosphorus and S were the most limiting in scenario A due to their low stock in the soil. In scenario B, the number of forest rotations was limited by N, K, and S. Scenario C showed the greatest reduction in productivity, allowing only two rotations before P limitation. It is therefore apparent that there may be a difference of up to 30 years in the capacity of the soil to support a scenario such as A, with a low nutrient removal, compared to scenario C, with a high nutrient removal. Hence, the effect of different harvesting intensities on nutrient availability may jeopardize the sustainability of P. taeda in the short-term.

Distribution Patterns of Soil Properties in a Rural Mediterranean Area in Northeastern Spain

Soil properties on the Cap de Creus Peninsula, NE Spain depend primarily on scarce agricultural practices and early abandonment. In the study area, 90% of which is mainly covered by Cistus shrubs, 8 environments representing variations in land use/land cover and soil properties at different depths were identified. In each environment variously vegetated areas were selected and sampled. The soils, collected at different depths, were classified as Lithic Xerorthents according to the United States Department of Agriculture system of soil classification (USDA-NRCS 1975). Differences in soil properties were largely found according to the evolution of the plant canopy and the land use history. To identify underlying patterns in soil properties related to environmental evolution, factor analysis was performed and factor scores were used to determine how the factor patterns varied between soil variables, soil depths and selected environments. The three-factor model always accounted for 80% of the total variation in the data at the different soil depths. Organic matter was the more relevant soil property at 0–2 cm depth, whereas active minerals (silt and clay) were found to be the most relevant soil parameters controlling soil dynamics at the other depths investigated. Results showed that vineyards and olive tree soils are poorly developed and present worse conditions for mineral and organic compounds. Analysis of factor scores allowed independent assessment of soils, depth and plant cover and demonstrated that soils present the best physico-chemical characteristics under Erica arborea and meadows. In contrast, soils under Cistus monspeliensis were less nutrient rich and less well structured

Caracterización de las amterias primas líticas del yacimiento paleolítico de la Dolina de l'Esquerda de ls Alzines (macizo del Garraf, Barcelona)

[spa] El presente estudio se centra en la caracterización macroscópica y microscópica de las materias primas silíceas del yacimiento de la Dolina de l'Esquerda de les Alzines, un yacimiento del Pleistoceno superior ubicado en el macizo del Garraf. El objetivo ha sido establecer distintas variedades de sílex, mediante la descripción macroscópica y microscópica de los elementos del conjunto lítico, para disponer, por vez primera, de unas categorías definidas de los recursos abióticos silíceos disponibles y explotados durante la prehistoria en este macizo. Además, mediante el presente estudio se ha evaluado también la posible procedencia y el área captación de dichas materias. [eng]The present study focuses on the macroscopic and microscopic characterization of siliceous raw materials from the archeological site of Dolina de l'Esquerda de les Alzines, an Upper Pleistocene deposit located in the Garraf Massif. The aim of this study has been to establish different varieties of chert, by a precise description of the elements of the lithic assemblage, to provide for the first time a few categories defined from the siliceous abiotic resources available and exploited during Prehistory in the massif. Furthermore, through the present study we also assessed the possible origin and procurement area of such materials.

Le site CjEd-8 : l'Archaïque supérieur au Témiscouata

Occupé depuis près de 10 000 ans, le Témiscouata est un lieu clé pour mieux comprendre la préhistoire du Québec, en raison de son emplacement stratégique entre l’Atlantique et la vallée du Saint-Laurent et de la cinquantaine de sites archéologiques connus dans la région. Le site CjEd-8 est le seul site associé à l’Archaïque supérieur (6 000 à 4 000 ans avant aujourd’hui) connu dans la région. Cette recherche palethnographique porte sur l’analyse de la collection lithique du site archéologique CjEd-8. Nos questions de recherche sont les suivantes : quel était le mode de vie et les activités des occupants du site CjEd-8? Quel était leur environnement et comment s’y sont-ils adapté? Comment l’espace était-il utilisé sur le site? Comment ce site se compare-t-il aux autres sites de l’Archaïque supérieur au Québec et dans le nord-est américain? Est-il possible de relier l’occupation du site CjEd-8 à un plus vaste cadre régional ou culturel, comme un réseau d’interaction, par exemple? Nous avons effectué une analyse techno-morphologique individuelle de tous les outils et du débitage de la collection. Nous avons pu constater que tous les stades de réduction lithique (initial, intermédiaire et final) sont présents sur le site CjEd-8. Les matières premières locales sont représentées dans tous ces stades de réduction, bien que les matières premières exotiques soient surtout présentes au sein du stade initial de réduction, davantage que les matières premières locales. Ceci laisse croire que le dégrossissement initial des blocs et galets de matière première locale se faisait ailleurs que sur le site, fort probablement sur les carrières de chert de la région, et que des matières exotiques ont aussi été travaillées sur le site. Des activités de taille ont eu lieu sur les deux zones du site, probablement autour de deux foyers distincts. Les quelques individus présents y sont demeurés très brièvement, semblent avoir effectué un nombre limité d’activités et sont peut-être repassés quelques temps après. L’Archaïque supérieur est caractérisé par une augmentation de la population et par l’intensification des interactions et de l’appartenance régionale. Or, il semblerait que ce soit l’inverse que l’on observe archéologiquement au Témiscouata. L’assemblage de CjEd-8 ne présente aucune ressemblance particulière avec les sites associés à l’Archaïque supérieur au Québec, bien que pour presque tous ces sites, on constate une exploitation importante des matières premières locales (même si ces dernières sont de qualité moyenne), combinée à l’exploitation de matières premières exotiques de sources très éloignées. L’industrie du quartz, importante dans la plupart des sites de l’Archaïque supérieur, se reflète très peu sur CjEd-8. Bien qu’il nous soit impossible d’associer l’occupation du site CjEd-8 à une tradition culturelle précise, cela ne signifie pas que ses occupants n’étaient pas en interaction avec l’une ou l’autre des entités culturelles de la fin de l’Archaïque, que ce soit avec les groupes de la région de Quoddy, de la Gaspésie, de la Vallée du Saint-Laurent, de l’Outaouais, de la Haute Côte nord, du Vermont, de l’État de New York et de l’intérieur du Maine. La question des modes de subsistance des occupants de CjEd-8 n’a pas été soulevée lors de nos analyses. Nous savons toutefois que les occupants du Témiscouata avaient alors accès à une faune riche et diversifiée.

Variabilité stylistique des occupations du Sylvicole moyen ancien (400 av. n.è. – 500 de n.è.) sur la station 3-arrière de Pointe-du-Buisson : approche typologique

Ce mémoire porte sur la variabilité observée dans un assemblage, composé à la fois d’artéfacts lithiques et céramiques, représentatif de la plus grande collection archéologique dominée par une composante du Sylvicole moyen ancien connue au Québec. Les traits caractéristiques des poteries qui ont été transportées, abandonnées, et en partie manufacturées sur la station 3-arrière du complexe de Pointe-du-Buisson, sont appréhendés à travers une acception holistique de la notion de «style», qui inclut tous les aspects des attributs qu’elle couvre, à savoir les technologiques, les morphologiques, les décoratifs et les fonctionnels. Grâce à l’application d’une méthode typologique, une approche peu utilisée depuis plusieurs décennies, du moins dans le Nord-Est américain, et dont le mérite propre réside dans sa capacité à traiter l’artéfact dans son ensemble, des schémas comportementaux (cognitifs et procéduraux) visibles sur les tessons de bord décorés ont été mis en lumière. Ces derniers sont intimement liés aux techniques décoratives employées par les potières, et semblent s’être modifiés au fil du temps de la manière suivante : type «sigillé» précédant les types plus récents «repoussé» et «basculant». Une analyse comparative, basée sur un échantillon de sites localisés dans la région de Haut-Saint-Laurent et dans celles avoisinantes, a par ailleurs souligné d’importantes similarités entre l’assemblage céramique de la composante du Sylvicole moyen ancien de BhFl-1d’ et ceux des sites de Vieux-Pont (Estrie), d’Oka (rivière des Outaouais), de Pointe-du-Gouvernement (Haut-Richelieu) et de Winooski (aux abords du Lac Champlain dans le Vermont). Ces résultats appuient l’identification d’une manifestation culturelle qui est très étroitement connectée aux phases Canoe Point et Winooski de la tradition Point Peninsula. Résultant des conclusions susmentionnées, et d’autres issues d’enquêtes récentes, des considérations d’ordre taxonomique s’ensuivent. Bien qu’une refonte complète du taxon «Sylvicole moyen» soit prématurée, une critique de ce taxon s’avère nécessaire. Aussi des taxons tels que l’Early Horticultural Period de Snow ou le «Sylvicole initial» de Wright et Clermont sont discutés, dans la mesure où ils pourraient renvoyer à une définition plus générale, mais aussi peut-être plus fidèle, des caractéristiques anthropologiques propres aux populations qui ont vécu le long du Saint-Laurent et de ses tributaires depuis le Sylvicole inférieur jusqu’à la fin du Sylvicole moyen tardif.

Préhistoire de la Moyenne-Côte-Nord : le chert de la Minganie et l’utilisation des ressources lithiques

Ce mémoire traite de l’utilisation des matières premières lithiques telle que représentée sur les sites préhistoriques de la Moyenne-Côte-Nord du Golfe du Saint-Laurent, au Québec. Cette étude régionale se base sur la réanalyse d’un nombre important de collections archéologiques et accorde une grande importance à l’identification et à la description des matières premières utilisées. Un matériau d’origine locale, le Chert de la Minganie, y occupe une place particulière. L’importance de ce matériau pour la préhistoire régionale était jusqu’ici virtuellement inconnue. Suite à nos analyses, un inventaire complet des matières premières utilisées est mis sur pied. Ces données mettent en évidence un certain nombre de comportements. Principalement, nous identifions deux ensembles qui illustrent la présence de territoires attribuables à la répartition de groupes amérindiens subrégionaux (bandes). Finalement, à travers l’utilisation des ressources lithiques, les liens qui rattachent les groupes de notre région d’étude à ceux de la péninsule du Québec-Labrador sont illustrés.

Faunal exploitation at the middle paleolithic site Kabazi II(Western Crimea)

Kabazi II est un site de plein air, situé sur la deuxième rangée des Monts de Crimée. Après sa découverte en 1986, les investigations archéologiques effectuées entre 1987 et le milieu des années 90 ont établi que Kabazi II avait auparavant servi de lieu de chasse et d’abattage pour les groupes néanderthaliens de la région. Les études archéozoologiques antérieures (Patou-Mathis 2003, 1999, 2005, 2006a, 2006b) ont déterminé que les stratégies de subsistance des Néanderthaliens du Kabazi II étaient très spécialisées et principalement axées sur la chasse des petits groupes de Equus hydruntinus mais aussi, à l’occasion, sur la chasse d’autres espèces. Ces comportements ont persisté malgré les changements climatiques et technologiques à travers l’histoire d’occupation du site. Cette étude présente l’analyse des assemblages fauniques encore inédits des niveaux II/1,II/2-1, II/2, II/3, II/4, II/5, II/7, II/8, II/9, II/13, II/13A de Kabazi II. Nos résultats sont en accord avec ceux obtenus parles d’études antérieures ; cependant, des différences par rapport à la fonction du site ont été constatées et un lien possible avec Kabazi V, un abri sur roche tout près de Kabazi II, a été établi. On croit que la persistance des activités de subsistance des Néanderthaliens de Kabazi II pendant presque 100 000 ans de présence est due à la polyvalence des ânes asiatiques tels que Equus hydruntinus, au contexte géographique et géologique de la région ainsi qu’aux caractéristiques du site elles-mêmes.

Le Sylvicole inférieur au Méganticois : le cas du site Nepress (BiEr-21)

La découverte du site Nepress (BiEr-21) en 2004 et les saisons de fouilles subséquentes ont permis de découvrir de nombreux vestiges archéologiques. Ce mémoire a donc pour objectif de déterminer l’identité culturelle des occupants qui ont fréquenté le site, en prenant en considération les activités rituelles et la stratégie d’approvisionnement en matière lithique. Pour y parvenir, une analyse morpho-métrique de l’assemblage lithique a été effectuée. La distribution intra-site des artéfacts a également été prise en considération lors de l’analyse. Une séquence chronologique du Nord-Est américain remontant au Sylvicole inférieur est présentée dans ce mémoire. Une période d’occupation semble dominer sur le site Nepress, soit le Sylvicole inférieur. Cette manifestation est caractérisée par la présence d’artéfacts diagnostiques de la culture Meadowood. Ces objets sont un grattoir triangulaire bifacial Meadowood, ainsi qu’une imitation de pointe de type box-base.

L’occupation amérindienne tardive du site Rioux (DaEi-19), île Verte : iroquoienne ou algonquienne?

Ce projet de recherche a comme objectif général de déterminer l’identité culturelle des occupants amérindiens qui se sont établis sur le site Rioux (DaEi-19), île Verte, au cours du Sylvicole supérieur tardif. Plusieurs groupes culturels sont reconnus pour avoir transité dans la région de l’estuaire du Saint-Laurent pendant cette période, dont les Iroquoiens du Saint-Laurent, les Malécites, les Mi’kmaq et les Innus (Montagnais). Il est depuis longtemps accepté que les Stadaconiens se rendaient régulièrement dans l’estuaire et le golfe pour y exploiter les ressources marines et y faire la guerre. L’influence de ce groupe sur les Algonquiens de la région, et vice versa, fait encore l’objet de débats. L’identité culturelle des Amérindiens qui ont occupé les sites à caractère iroquoïde dans l’estuaire est toujours une question délicate, puisque les nombreux échanges ont pu, de part et d’autre, transformer la culture matérielle des différents groupes. La méthodologie préconisée pour répondre à la question de l’identité culturelle est une approche holistique dans laquelle nous avons mis à contribution une foule d’informations provenant de diverses sources archéologiques et ethnohistoriques. Ce projet nous a permis de proposer que de petits groupes iroquoiens du Saint-Laurent se soient arrêtés au site Rioux pour y exploiter intensivement les ressources de la mer au cours du Sylvicole supérieur tardif. Bien que la recherche n’ait pas permis d’établir la présence d’un groupe algonquien sur place, l’influence algonquienne se fait toutefois sentir dans les matières premières utilisées sur le site. Ceci laisse croire que les Iroquoiens du site Rioux, et de la Côte-Sud en général, n’étaient pas intrusifs à la région et qu’ils participaient à un important réseau d’échange avec les Algonquiens des provinces maritimes. Notre projet de recherche nous a aussi permis de constater les limites de notre méthodologie et de critiquer l’approche archéologique classique basée essentiellement sur l’identification stylistique, la typologie et l’identification macroscopique.

Les occupations du site Nebessis (BiEr-3) : une approche palethnographique

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Analyse fonctionnelle des grattoirs du Témiscouata : tracéologie, morphologie et expérimentation

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L’outillage sur plaquette en quartzite du site ElFs-010. Étude d’une technologie distinctive en Jamésie, Québec (1900-400 A.A.)

Réalisé en collaboration avec Arkéos Inc.

Étude technologique et morphologique de la cornéenne dans le sud du Québec : le cas de la carrière préhistorique du mont Royal (BjFj-97) à Montréal.

Le site de la carrière du mont Royal (BjFj-97), découvert en 1993 par Yvon Codère et inventorié en 1997 par l’équipe d’Ethnoscop Inc., constitue une énigme archéologique intéressante pour quiconque s’intéresse à la préhistoire de l’île de Montréal et de sa région adjacente. Lors des activités archéologiques de 1997, quelques idées furent émises quant à son affiliation chronologique et sa nature, suggérant une occupation remontant à l’Archaïque terminal (4000 à 3000 AA) orientée vers l’extraction et la transformation de la cornéenne, une pierre métamorphique résultant de la transformation du substrat rocheux en place suite à des intrusions magmatiques lors du Crétacé qui ont créé les Montérégiennes. Le matériel, comprenant plus de 10 000 déchets de taille et un peu plus de 70 artéfacts divers, ne fît pas l’objet d’analyses poussées hormis la datation approximative du site par un examen sommaire des pointes de projectile. Ce mémoire reprend les données de 1997 et apporte une perspective nouvelle au site en décrivant morphologiquement et technologiquement le débitage de la pierre de façon à comprendre la chaîne opératoire de la cornéenne, une matière peu étudiée, mais fort commune au Québec méridional, appréhender les possibilités de la matière et aborder les questions de datation. L’ensemble du matériel lithique fît l’objet d’une analyse lithique poussée axée sur le débitage et les produits finis et propose la prépondérance de la taille bifaciale, ponctuée par un débitage sur éclat conséquent. L’ensemble des étapes de la chaîne opératoire est présent sur le site de la carrière du mont Royal. La cornéenne est une matière difficile à tailler en raison de son imprévisibilité, liée à la structure même de la matière, menant à un fort taux d’échecs lors de l’élaboration des outils. La datation de l’occupation principale du site pointe vers l’Archaïque terminal, mais le caractère équivoque des diverses classes d’objets rend difficile sa définition absolue, faute d’objets parfaitement diagnostiques. Le site BjFj-97 ressemble grandement à un site homologue en Nouvelle-Angleterre où la cornéenne fût travaillée suivant le même schéma opératoire, suggérant un apparentement culturel possible. La cornéenne abonde et domine dans les assemblages archéologiques de la région montréalaise, substituant ainsi des matières de meilleure qualité absentes régionalement. Leurs correspondances chronologiques transcendent celles établies lors de l’analyse du matériel de la carrière et montrent un étalement chronologiquement plus étendu, de l’Archaïque laurentien au Sylvicole supérieur. La cornéenne se retrouve habituellement sous forme d’outils bifaciaux fonctionnels (bifaces, couteaux et pointes de projectile) de piètre facture et d’outils sur éclats (grattoirs et racloirs) rudimentaires, suggérant une signification strictement utilitaire, le propre des matières de basse qualité. Les modes d’extraction de la cornéenne restent inconnus sur le mont Royal. Le mont Royal est plus qu’un vulgaire point défensif, il constitue la base de la subsistance des populations préhistoriques de jadis où se trouvent les matériaux nécessaires à la taille d’outils de prédation liés à un mode de vie mobile où domine la chasse.

Chert Nastapoka : caractérisation chimique et exploitation au Paléoesquimau, baie d’Hudson, Nunavik

Les assemblages lithiques dominent la plupart des sites archéologiques du Nunavik et constituent ainsi une véritable mine d’informations. Le nombre limité de travaux sur les matériaux de la côte est de la baie d’Hudson, nous a amené à nous pencher sur une source présente dans ce secteur. Notre objectif était alors de caractériser la matière première provenant de cette formation géologique, le chert Nastapoka. Pour ce faire, nous avons choisi la technique de fluorescence aux rayons X. Les résultats ont permis de constater, en plus des observations macroscopiques, la nature très variable de ce chert présentant une signature chimique complexe. Pour compléter le portrait, nous avons évalué l’utilisation du chert Nastapoka par les Paléoesquimaux par une comparaison d’analyses technologiques déjà effectuées sur les sites GhGk-4, GhGk-63 et IcGm-5. Cet examen a révélé que l’évolution des stratégies d’exploitation des matériaux lithiques dans cette région appui le continuum culturel Prédorsétien-Dorsétien observé ailleurs.