Circumpolar Ecosystems 2000   /   Scott, P.A.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. iii
ASTIS record 50090

During February 2000, the Churchill Northern Studies Centre hosted the Fourth Circumpolar Ecosystems Conference and Workshop. ..., the objective of the Circumpolar Ecosystems meeting was to bring together Northerners and scientists to exchange information and discuss relevant options for sharing indigenous knowledge and scientific research. This has been done in the traditional winter environment that dominates northern processes and lifestyles. A number of themes were developed at the meeting. One theme was adaptation to the changing climate. Although in general the ongoing warming has brought a decline in the period of annual snow and ice cover, the timing of seasons has become unpredictable. Changes in large-scale atmospheric circulation have been associated with a greater input of contaminants from southern latitudes, which is a major cause of concern. Another theme was that the approach to the coastal marine environments must be consolidated. For example, aspects of the Hudson Bay ecosystem involve the jurisdictions of three provinces and one territory, as well as aboriginal, federal, and international jurisdictions. It was suggested that a cooperative framework is needed in approaching systems like that of Hudson Bay. The final theme was that we need strong north-south communication and the establishment of a comprehensive northern ecological monitoring and assessment network in support of the issues relating to the other themes. The discussions relating specifically to Hudson Bay have been published by the Churchill Northern Studies Centre (2000) as a report entitled "Addressing Climate Change in Hudson Bay: An Integrated Approach." ...

A North American Arctic aerosol climatology using ground-based sunphotometry   /   Bokoye, A.I.   Royer, A.   O'Neill, N.T.   McArthur, L.J.B.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 215-228, ill., 1 map
ASTIS record 50091

The Arctic is known as a key area for the detection of climate changes and atmospheric pollution on a global scale. In this paper we describe a new Canadian sunphotometer network called AEROCAN, whose primary mandate is to establish a climatology of atmospheric aerosols. This network is part of AERONET, the worldwide federated sunphotometer network managed by the NASA Goddard Space Flight Center. The potential of sunphotometer data from the AERONET/AEROCAN network for monitoring of Arctic aerosols is illustrated, using examples of the multiyear variation of aerosol optical properties and atmospheric precipitable water vapour content at some stations, and in particular at Bonanza Creek, Alaska since 1994. Despite its sparse spatial density, the network represents an important tool for monitoring the spatio-temporal variation of Arctic aerosols. It also represents an important source of independent aerosol data, which we feel should be further developed in northern areas to improve our understanding of how atmospheric aerosols influence global climate.

L'Arctique est reconnu comme une région clé pour la détection des changements climatiques et de la pollution atmosphérique à l'échelle planétaire. Cet article présente un nouveau réseau canadien de photomètres solaires (AEROCAN) dont le mandat principal est d'établir une climatologie des aérosols atmosphériques. Ce réseau est intégré au réseau fédéré mondial de photomètres solaires AERONET géré par le Centre des vols spatiaux Goddard de la NASA. Le potentiel des données héliophotométriques générées par le réseau AERONET/AEROCAN pour la surveillance des aérosols dans l'Arctique est illustré à l'aide d'exemples de la variation pluriannuelle des paramètres optiques des aérosols et du contenu en vapeur d'eau atmosphérique précipitable à diverses stations, en particulier à Bonanza Creek (Alaska) depuis 1994. Malgré sa faible densité spatiale, le réseau représente un outil important pour la surveillance de la variation spatio-temporelle des aérosols arctiques. Il représente en outre une source majeure de données indépendantes sur les aérosols, données dont la provenance devrait, selon nous, englober les régions boréales afin que nous ayons une meilleure compréhension de l'influence des aérosols atmosphériques sur le climat de la planète.

The annual carbon budget for fen and forest in a wetland at Arctic treeline   /   Rouse, W.R.   Bello, R.L.   D'Souza, A.   Griffis, T.J.   Lafleur, P.M.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 229-237, ill., 2 maps
ASTIS record 50092

Three separate research efforts conducted in the same wetland-peatland system in the northern Hudson Bay Lowland near the town of Churchill, Manitoba, allow a comparison of two carbon budget estimates, one derived from long-term growth rates of organic soil and the other based on shorter-term flux measurements. For a tundra fen and an open subarctic forest, calculations of organic soil accumulation or loss over the last half-century indicate that while the fen on average has lost small amounts of carbon from the ecosystem, the adjacent forest has gained larger amounts of atmospheric carbon dioxide. These longer-term data are supported by shorter-term flux measurements and estimates, which also show carbon loss by the fen and carbon uptake by the forest. The shorter-term data indicate that the fen's carbon loss is largely attributable to exceptionally dry years, especially if they are warm. The forest may gain carbon at an increased rate as it matures and during warm growing seasons. Also, the changes in relief of the dynamic hummock-hollow landscape in the fen may inhibit photosynthesis.

Trois travaux de recherche distincts portant sur le même système de marécages/tourbières situés dans la partie septentrionale des basses-terres de la baie d'Hudson, près de la ville de Churchill au Manitoba, permettent de comparer deux estimations du budget de carbone, l'une tirée des taux de croissance à long terme du sol organique et l'autre fondée sur des mesures du flux à plus court terme. Pour une tourbière basse de toundra et une forêt claire subarctique, les calculs de l'accumulation ou de la perte de sol organique au cours des cinquante dernières années révèlent que, si la tourbière basse a perdu en moyenne de petites quantités du carbone présent dans l'écosystème, la forêt adjacente a acquis des quantités plus grandes de bioxyde de carbone atmosphérique. Ces données établies sur une période relativement longue sont étayées par des mesures et estimations du flux à plus court terme, qui révèlent également une perte de carbone par la tourbière basse et une absorption de carbone par la forêt. Les données à plus court terme montrent que la perte de carbone par la tourbière basse est due en grande partie à des années de sécheresse exceptionnelle, surtout s'il fait chaud. Il se peut que la forêt acquière du carbone à une vitesse accrue en devenant mature et au cours des saisons de croissance chaudes. Il est en outre possible que les changements dans le relief dynamique en bosses et en creux de la tourbière basse bloquent la photosynthèse.

Development of white spruce tree islands in the shrub zone of the forest-tundra   /   Scott, P.A.   Hansell, R.I.C.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 238-246, ill., 2 maps
ASTIS record 50093

The growth of four white spruce (Picea glauca) clonal islands ranging in age from ca. 98 years to more than 400 years was investigated in the shrub zone of the forest-tundra east of Churchill, Manitoba, Canada. The elongation of 20 similar-aged stems in each of the three youngest islands was monitored during 1988 and 1989, along with ground and air temperatures. Stems in the younger islands showed a more flexible response to both daily and annual variation in temperature. Younger islands showed faster recovery from frost events during elongation and longer periods of elongation in cooler years. Early spring warming that caused snowmelt to occur before the growing season appeared to result in moisture stress later in the period of elongation. In stems of spruce shrub, the branches are concentrated near ground level because growth is slow and adventitious buds develop on the stem after repeated loss of stem terminals through snow abrasion. In young trees, shading and increased moisture from trapped snow coincide with feather moss establishment and a deep active layer, resulting in higher ground temperatures and faster tree growth. It is during this early period of development that a tree may be best able to develop an erect stem. In later development, the lowest branches of trees become appressed, grow roots, and become second-order stems, and this process continues outward from the central stem. In older tree islands, peat accumulation and needle abrasion can lead to conditions less favourable for growth and maintenance of needles. Consequently, the canopy may thin, which reduces its ability to trap snow. When snow cover is reduced, lichen-heath establishes and permafrost intrudes into the mound. Subsequent growth of the secondary stems on the mound may be too slow to enable successful development of an erect stem. Thus, island development is largely dependent on changing ground temperatures, which become colder as peat accumulates and frost heaving elevates the mound. Warm spring and summer conditions appear to lead to unfavourable conditions for tree islands.

On a étudié la croissance de quatre îlots de clones d'épinettes blanches (Picea glauca) dont l'âge allait d'environ 98 à plus de 400 ans, situés dans la zone de végétation arbustive de la toundra forestière, à l'est de Churchill (Manitoba) au Canada. En 1988 et 1989, on a surveillé l'élongation de vingt tiges du même âge dans chacun des trois plus jeunes îlots ainsi que la température du sol et celle de l'air. Les tiges des plus jeunes îlots réagissaient avec plus de souplesse aux variations de température quotidienne comme annuelle. Les îlots les plus jeunes affichaient une aptitude à la réparation plus rapide suite à des périodes de gel durant l'élongation, ainsi que des périodes d'élongation plus longues durant les années plus fraîches. Un réchauffement printanier précoce provoquant la fonte des neiges avant la saison de croissance semblait résulter en une tension hydrique plus tard durant la période d'élongation. Sur les troncs d'épinettes arbustives, les branches sont concentrées près du niveau du sol en raison de la lenteur de la croissance et du développement de bourgeons adventifs sur le tronc après la perte répétée des terminaisons de tiges causée par l'abrasion nivale. Chez les jeunes arbres, l'ombrage et l'augmentation d'humidité provenant de la neige emprisonnée coïncident avec l'établissement d'hypnacées et une épaisse couche active, ce qui résulte en des températures au sol plus élevées et une croissance des arbres plus rapide. C'est durant cette phase initiale de développement qu'un arbre se révèle capable de développer un tronc droit. Au cours de la croissance ultérieure, les branches les plus basses deviennent appressées, prennent racine, devenant troncs secondaires, et le processus se poursuit en rayonnant à partir du tronc central. Dans les îlots d'arbres plus vieux, l'accumulation de tourbe et l'abrasion des aiguilles peuvent aboutir à des conditions moins favorables pour la croissance et le maintien des aiguilles. Il en résulte que le houppier peut s'éclaircir, ce qui réduit sa capacité à emprisonner la neige. Quand le couvert nival est réduit, il s'établit une bruyère à lichens et le pergélisol pénètre dans le monticule. Il peut arriver que la croissance ultérieure des tiges secondaires sur le monticule soit trop lente pour permettre le développement d'un tronc droit. Le développement d'un îlot est donc en grande partie dépendant de la variabilité de la température au sol, qui baisse à mesure que s'accumule la tourbe et que le gonflement dû au gel soulève le monticule. Il semble qu'un printemps chaud et la saison estivale résultent en des conditions défavorables pour les îlots arbustifs.

Photographic key for the microhistological identification of some Arctic vascular plants   /   Carrière, S.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 247-268, ill.
ASTIS record 50094

Microhistological techniques are used in many studies of food habits in herbivores. A photographic key for the microhistological identification of 112 Arctic and Subarctic plant species is presented. Epidermal features used in the key are described and illustrated in a photographic glossary. Enough information is given on plant collection, fragment preparation, and feature identification to help users customize the key with additional Arctic plant species.

L'analyse microhistologique est couramment utilisée lors d'études du régime alimentaire des herbivores. On présente un tableau photographique d'identification microhistologique de 112 espèces de plantes arctiques et subarctiques. Les caractéristiques épidermiques utilisées dans le tableau sont décrites et illustrées dans un glossaire photographique. L'article fournit assez de détails sur la collecte des plantes, la préparation des épidermes et l'identification des caractéristiques pour permettre aux utilisateurs d'adapter le tableau en y incluant d'autres espèces végétales.

Plant diversity and cover after wildfire on anthropogenically disturbed and undisturbed sites in Subarctic upland Picea mariana forest   /   Nowak, S.   Kershaw, G.P.   Kershaw, L.J.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 269-280, 1 ill., 1 map
ASTIS record 50095

Postfire development of cover and diversity was studied in an upland Picea mariana-dominated forest in the Canadian Subarctic. Short-term vegetation responses of 10- and 22-year-old cleared rights-of-way and a forest site were investigated two and three growing seasons after a wildfire. Prefire and postfire investigation of the study site allowed direct comparison of species cover and frequency values, as well as the Shannon-Wiener diversity index, before and after the fire. The fire considerably reduced diversity on all sites. Species diversity increased with the level of prefire disturbance. Prefire disturbance influenced the fire's characteristics by altering the fuel load and soil moisture, which in turn affected the postfire revegetation through different soil and microclimatic conditions. The sites that were most severely disturbed before the fire experienced the most rapid revegetation, including the highest diversity index and highest plant cover. Of the sites that were undisturbed before the fire, the natural drainage swales offered the best growing conditions after the burn. Furthermore, prefire disturbance increased the patchiness of the burned area, and the residual flora of unburned patches added to postfire floristic diversity.

On a étudié le développement du couvert et de la diversité après un incendie dans une forêt de haute terre dominée par Picea mariana, au Canada subarctique. Les réactions à court terme des plantes poussant dans les emprises dégagées vieilles de 10 et 22 ans, ainsi qu'un site forestier ont été l'objet de recherches deux et trois saisons de croissance après un incendie de forêt. Les travaux réalisés sur le site de l'étude avant et après le feu ont permis une comparaison directe du couvert et de la fréquence des espèces ainsi que de l'index de diversité Shannon-Wiener avant et après le feu. L'incendie a considérablement réduit la diversité sur tous les sites. La diversité des espèces augmentait avec le niveau de perturbation existant avant l'incendie. La perturbation pré-incendie a influencé la nature du feu en modifiant la masse de combustible et l'humidité du sol, qui, à leur tour, ont affecté le reverdissement post-incendie en modifiant l'état du sol et les conditions microclimatiques. Les sites qui avaient été le plus perturbés avant le feu ont connu le reverdissement le plus rapide, y compris l'index de diversité et le couvert végétal les plus élevés. Parmi les sites qui n'avaient pas été perturbés avant l'incendie, les dépressions de drainage naturelles offraient les meilleures conditions de croissance après le feu. De plus, la perturbation pré-incendie a intensifié le morcellement de la surface brûlée, et la flore résiduelle des parcelles non brûlées a ajouté à la diversité floristique présente après l'incendie.

Sustainable development for Canada's Arctic and Subarctic communities : a backcasting approach to Churchill, Manitoba   /   Newton, S.T.   Fast, H.   Henley, T.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 281-290, ill., maps
ASTIS record 50096

Backcasting has been used to evaluate sustainable development in several communities in Canada, Europe, and the United States, but no research has applied it to a remote northern community. This first such effort, which took place in Churchill, Manitoba, evaluated the environmental, social, and economic aspects of a small Subarctic community. As part of the backcasting approach, a community survey identified local issues and concerns, such as tundra vehicle damage, alcohol abuse, and the future economic viability of the Hudson Bay Port Company. Community residents also identified potential growth areas, including the establishment of Nunavut and increased tourism opportunities. The application of the backcasting approach in Canada's northern regions will have benefits for research and management by identifying local issues and building strategies for sustainable development.

L'analyse rétrospective a été utilisée pour évaluer le développement durable dans diverses communautés du Canada, d'Europe et des États-Unis, mais aucun travail de recherche ne l'a appliquée à une communauté isolée du Grand Nord. Cette première tentative du genre, qui s'est déroulée à Churchill, au Manitoba, a évalué les facettes environnementales, sociales et économiques d'une petite collectivité subarctique. Dans le cadre de la méthode de l'analyse rétrospective, un sondage auprès de la communauté a permis d'identifier les préoccupations et enjeux locaux, tels que les dommages à la toundra causés par les véhicules, l'abus d'alcool et la future viabilité économique de la Compagnie du port de la baie d'Hudson. Les résidents de la communauté ont également identifié des zones de croissance potentielle, y compris l'établissement du Nunavut et des ouvertures accrues sur le plan touristique. L'application de la technique de l'analyse rétrospective dans les régions nordiques du Canada sera bénéfique pour la recherche et la gestion en identifiant les enjeux locaux et en édifiant des stratégies visant le développement durable.

Integrated management planning in Canada's northern marine environment : engaging coastal communities   /   Eddy, S.   Fast, H.   Henley, T.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 291-301, maps
ASTIS record 50097

In accordance with international law and custom, Canada declared an exclusive economic zone of 2.9 million km² when it passed the Oceans Act in 1997. Extensive resource management responsibilities were associated with this declaration. An early effort to engage a northern coastal community in the first stages of an integrated management planning process focused on the small northern community of Churchill, Manitoba, and a 150 km stretch of the Hudson Bay coastline. The steps taken included communicating the importance of management planning for the town's coastal region; conducting personal interviews on coastal activities and concerns with a representative sample of the community; consolidating, tabulating, and mapping the results of these interviews; verifying results with the community; and evaluating the effectiveness of the process used. The approach taken, as well as the weeks spent living in the community, were important factors in developing a relationship of trust between the researcher and the community. Those interviewed were more comfortable participating once they had had a number of opportunities to become familiar with the context of the study, its relevance to them, and the researcher.

En adoptant la Loi sur les océans en 1997, le Canada a déclaré une zone économique exclusive de 2,9 millions de km², en vertu du droit international. D'importantes responsabilités de gestion des ressources étaient rattachées à cette déclaration. Une première tentative visant à amener une communauté côtière du Nord à participer aux étapes préliminaires d'un processus de planification de gestion intégrée a porté sur la petite collectivité nordique de Churchill, au Manitoba, et sur un tronçon de 150 km du rivage de la baie d'Hudson. Les démarches entreprises comprenaient: la communication de l'importance de la planification de la gestion pour la région côtière de la ville; la réalisation d'entrevues personnelles sur les activités et les enjeux reliés à la côte avec un échantillon représentatif de la communauté; le regroupement, la compilation et la représentation cartographique des résultats de ces entrevues; la vérification des résultats de concert avec la collectivité; ainsi que l'évaluation de l'efficacité de la méthode suivie. L'approche utilisée, de même que les semaines vécues au sein de la communauté, étaient des facteurs importants dans le développement d'une relation de confiance entre le chercheur et la collectivité. Les répondants étaient plus à l'aise pour participer, après avoir eu diverses occasions de se familiariser avec le contexte de l'étude, sa pertinence à leur égard, ainsi que la personne menant la recherche.

Survey of living conditions in the Arctic : Inuit, Saami and the indigenous peoples of Chukotka (SLICA)   /   Andersen, T.   Kruse, J.   Poppel, B.
Arctic, v. 55, no. 3, Sept. 2002, p. 310-315, ill.
ASTIS record 50098

Arctic scientists wrote, in the 1998 Opportunities in Arctic Research: Final Report for the U.S. National Science Foundation, "For the last few decades the scientific community has expressed concern about the vulnerability of the Arctic and its residents to environmental, social, and economic changes .... [Recent] research results show that arctic climate and ecosystems are indeed changing substantially with impacts on people living in and outside the Arctic." The scientists listed as the first key question, "How are the rapid social, political, economic and environmental changes occurring in the Arctic today affecting the people there? ... Delegates to the 1998 Inuit Circumpolar Conference (ICC) passed a resolution supporting an international survey of living conditions in the Arctic. The resolution noted, "Rapid social change characterises all indigenous peoples of the Arctic .... There is a need to document and compare the present state of living conditions and the development among the indigenous peoples of the Arctic." This essay presents a comparative study of living conditions among the Inuit and Saami peoples of the United States, Canada, Greenland, Norway, Sweden, and Finland and the indigenous peoples of the Kola and Chukotka Peninsulas in Russia. The main scientific institutions behind SLICA are Statistics Greenland; the Department of Political Science, University of Tromsø, Norway; the Centre for Research in International Migration and Ethnic Relations, University of Stockholm, Sweden; the Arctic Centre, University of Lappland, Finland; the Barents Centre for Social Research, the Kola Peninsula, Russia; the Russian Association of Indigenous Peoples of the North, Moscow, Russia; the Institute of Social and Economic Research, University of Alaska, Anchorage, U.S.A.; and the Groupe d'études inuit et circumpolaires (GÉTIC) of Laval University, Quebec City, Canada. The main indigenous organizations working with SLICA are ICC, the Saami Council and the Russian Association of Indigenous Peoples of the North. The project has six major objectives: (1) to develop a new research design for comparative investigations of the living conditions of the Inuit and Saami populations in the Arctic, which will include drawing up of a battery of nominal and operationalized indicators of living conditions based on earlier theoretical literature, consultations with aboriginal organizations, and public hearings; (2) to make a dynamic social analysis of the causal relations between different individual resources and between individual well-being and different political, economic, cultural, and technological settings; (3) to map the living conditions among the Inuit, Saami, and other indigenous peoples in Greenland, Sweden, Norway, and Finland, the Kola and Chukotka Peninsulas in Russia, Alaska, and the Northwest and Nunavut Territories, Nunavik, and Labrador in northern Canada. The mapping will facilitate intra- and international comparisons of the level of the living conditions in a number of dimensions; (4) to improve the basis for decision making in relation to policy planning and implementation; (5) to establish an interdisciplinary network of researchers and research institutions engaged in studying Arctic living conditions; and (6) to educate and involve postdocs, PhD candidates, and undergraduates under the SLICA project. ...

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