AINA Logo
Publications

 


A discriminant analysis model of Alaskan biomes based on spatial climatic and environmental data   /   Simpson, J.J.   Stuart, M.C.   Daly, C.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 341-369, ill., maps
ASTIS record 62943
PDF

Classification of high-latitude landscapes into their appropriate biomes is important for many climate and global change-related issues. Unfortunately, large-scale, high-spatial-resolution observations of plant assemblages associated with these regions are generally unavailable, so accurate modeling of plant assemblages and biome boundaries is often needed. We built different discriminant analysis models and used them to "convert" various combinations of spatial climatic data (surface temperature and precipitation) and spatial environmental data (topography, soil, permafrost) into a biome-level map of Alaska. Five biomes (alpine tundra and ice fields, Arctic tundra, shrublands, boreal forest, and coastal rainforest) and one biome transition zone are modeled. Mean annual values of climatic variables were less useful than their annual extrema in this context. A quadratic discriminant analysis, combined with climate, topography, permafrost, and soil information, produced the most accurate Alaskan biome classification (skill = 74% when compared to independent data). The multivariate alteration detection transformation was used to identify Climatic Transition Zones (CTZs) with large interannual variability, and hence, less climatic consistency than other parts of Alaska. Biome classification was the least accurate in the CTZs, leading to the conclusion that large interannual climatic variability does not favor a unique biome. We interpret the CTZs as "transition biome areas" or ecotones between the five "core biomes" cited above. Both disturbance events (e.g., fires and subsequent plant succession sequences) and the partial intersection of the environmental variables used to characterize Alaskan biomes further complicate biome classification. Alaskan results obtained from the data-driven quadratic discriminant model compare favorably (based on Kappa statistics) with those produced by an equilibrium-based biome model for regions of Canada ecologically similar to the biomes we studied in Alaska. Climatic statistics are provided for each biome studied.

Le classement des paysages de hautes latitudes dans les biomes adéquats revêt de l'importance dans le cadre de nombreux enjeux relatifs aux changements climatiques et à d'autres changements d'envergure mondiale. Malheureusement et en règle générale, il n'existe pas d'observations spatiales de haute résolution et à grande échelle pour ce qui est des assemblages de végétaux pour ces régions. C'est pourquoi il faut souvent procéder à la modélisation des assemblages de végétaux et des limites des biomes. Nous avons élaboré différents modèles d'analyses discriminantes dont nous nous sommes servis pour « transformer » divers ensembles de données climatiques spatiales (température de la surface et précipitation) et diverses données sur l'environnement spatial (topographie, sol, pergélisol) en carte des biomes de l'Alaska. La modélisation porte sur cinq biomes (toundra alpine et champs de glace, toundra arctique, arbustaie, forêt boréale et forêt pluviale côtière) et sur une zone de transition de biome. Les valeurs moyennes annuelles des variables climatiques ont été moins utiles que leurs extremas annuels dans ce contexte. Une analyse discriminante quadratique, combinée aux données relatives au climat, à la topographie, au pergélisol et au sol, a permis d'aboutir au classement de biomes alaskiens le plus précis (habileté = 74 % lorsque comparé aux données indépendantes). Nous avons recouru à la transformation de la détection de l'altération à variables multiples (multivariate alteration detection transformation) pour identifier les zones de transition climatique (ZTC) ayant une importante variabilité interannuelle et, par conséquent, une moins grande uniformité climatique que d'autres parties de l'Alaska. Le classement des biomes était moins précis dans les ZTC, ce qui nous a amenés à conclure que l'importante variabilité climatique interannuelle ne favorise pas un biome unique. Nous interprétons les ZTC comme des « régions de biomes de transition » ou des écotones entre les cinq « biomes principaux » dont il est question ci-dessus. Les deux perturbations (c'est-à-dire les incendies et les séquences subséquentes des végétaux) et l'intersection partielle des variables environnementales utilisées pour caractériser les biomes alaskiens compliquent davantage le classement des biomes. Les résultats alaskiens obtenus à partir du modèle discriminant quadratique dérivant des données se comparent favorablement (en fonction des statistiques kappa) à ceux obtenus par un modèle de biome en équilibre pour des régions du Canada similaires du point de vue écologique aux biomes que nous avons étudiés en Alaska. Des statistiques climatiques sont fournies pour chaque biome étudié.


Sea ice in Canada's Arctic : implications for cruise tourism   /   Stewart, E.J.   Howell, S.E.L.   Draper, D.   Yackel, J.   Tivy, A.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 370-380, ill., maps
ASTIS record 62962
PDF

Although cruise travel to the Canadian Arctic has grown steadily since 1984, some commentators have suggested that growth in this sector of the tourism industry might accelerate, given the warming effects of climate change that are making formerly remote Canadian Arctic communities more accessible to cruise vessels. Using sea-ice charts from the Canadian Ice Service, we argue that Global Climate Model predictions of an ice-free Arctic as early as 2050-70 may lead to a false sense of optimism regarding the potential exploitation of all Canadian Arctic waters for tourism purposes. This is because climate warming is altering the character and distribution of sea ice, increasing the likelihood of hull-penetrating, high-latitude, multi-year ice that could cause major pitfalls for future navigation in some places in Arctic Canada. These changes may have negative implications for cruise tourism in the Canadian Arctic, and, in particular, for tourist transits through the Northwest Passage and High Arctic regions.

Bien que le nombre de voyages de croisières se soit accru régulièrement depuis 1984, certains commentateurs ont laissé entendre que la croissance de ce secteur de l'industrie touristique pourrait s'intensifier en raison des effets de réchauffement du changement climatique qui rendent des lieux de l'Arctique canadien autrefois éloignés plus accessibles aux navires de croisière. En nous appuyant sur les cartes de la fréquence de présence de glace de mer du Service canadien des glaces, nous soutenons que les prédictions du modèle climatique mondial selon lesquelles il n'y aurait plus de glace dans l'Arctique dès les années 2050 à 2070 pourraient engendrer un faux sens d'optimisme en ce qui a trait à l'exploitation éventuelle de toutes les eaux de l'Arctique canadien à des fins touristiques. Cela s'explique par le fait que le réchauffement climatique modifie le caractère et la répartition de la glace de mer, ce qui a pour effet d'augmenter la possibilité de la présence de glace de haute latitude datant de nombreuses années et capable de pénétrer les coques, glace qui pourrait présenter des pièges importants en matière de navigation future dans certains endroits de l'Arctique canadien. Ces changements pourraient avoir des incidences négatives sur le tourisme de croisière dans l'Arctique canadien et, en particulier, sur les transits touristiques dans le passage du Nord-Ouest et les régions de l'Extrême-Arctique.


A reconsideration of purported Holocene bison bones from northern Alaska   /   Rasic, J.T.   Matheus, P.E.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 381-388, ill., map
ASTIS record 62964
PDF

While bison were the most abundant large mammals in Eastern Beringia for most of the last 100 000 years, their range declined drastically at the end of the Pleistocene and through the Holocene. Research into the nature of Holocene human interactions with bison suffers from scarcity of faunal remains from most archaeological sites and poor chronological control of paleontological specimens over broad areas of Eastern Beringia. We examined the dating, context, and identification of purported bison bones spatially associated with two late prehistoric archaeological sites in northern Alaska to contribute to a better understanding of bison biogeography and the possible role of these large mammals in prehistoric economies. We confirmed the presence of two bison bones from the 17th century Kangiguksuk archaeological site (49-XBM-012) in northwestern Alaska, but radiocarbon dates older than 30 000 14C years BP for both bones demonstrate that those bison were not hunted by the site occupants. From the Lakeside site (49-KIR-275) in the central Brooks Range, a bone reported to be bison and dated to about 2400 14C years BP was shown through DNA sequencing to be moose (Alces alces). We point to a large set of dated bison specimens from Alaska's Arctic Slope that suggests bison were locally extinct in north-central and northwestern Alaska by the beginning of the Holocene and were subsequently unavailable to human hunters in that region.

Bien que le bison était le gros mammifère le plus abondant de la Béringie de l'Est pendant la plus grande partie des 100 000 dernières années, sa répartition a diminué considérablement à la fin du pléistocène et pendant l'holocène. Puisque la plupart des sites archéologiques présentent peu de restes d'animaux et que le contrôle chronologique des spécimens paléontologiques sur de grandes régions de la Béringie de l'Est laisse à désirer, cela rend difficiles les recherches portant sur la nature des interactions humaines avec le bison pendant la période de l'holocène. Nous avons examiné la datation, le contexte et l'identification des soi-disant os de bison géographiquement rattachés à deux anciens sites archéologiques préhistoriques du nord de l'Alaska afin de pouvoir mieux comprendre la biogéographie du bison de même que le rôle possible de ce gros mammifère au sein des économies préhistoriques. Nous avons confirmé la présence de deux os de bison provenant du site archéologique Kangiguksuk du XVIIe siècle (49-XBM-012) dans le nord-ouest de l'Alaska, mais d'après les dates déterminées par la méthode du carbone 14 remontant à plus de 30 000 14C années BP pour les deux os, ces bisons n'ont pas été chassés par les occupants du site. Au site Lakeside (49-KIR-275) de la chaîne centrale Brooks, un os qui était censé appartenir à un bison dont la datation était d'environ 2 400 14C années BP était en fait celui d'un original, ce qui a été déterminé grâce au séquençage de l'ADN (Alces alces). Nous faisons mention d'un grand ensemble de spécimens de bisons datés et provenant du talus de l'Arctique de l'Alaska. Ces spécimens laissent supposer que les bisons avaient disparu du centre-nord et du nord-ouest de l'Alaska vers le début de l'holocène et par conséquent, ils n'étaient pas à la portée des chasseurs humains de cette région.


Historical and projected distributions of daily temperature and pressure in the Arctic   /   Timlin, M.S.   Walsh, J.E.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 389-400, ill., maps
ASTIS record 62965
PDF

Changes in extreme temperatures and pressures in the Arctic have received little attention in the context of climate change. Here we examine the distributions and extremes of surface air temperature and pressure in the Arctic for the late 20th century, using Alaskan weather station data, an atmospheric reanalysis, and general circulation models (GCMs). There is good agreement among these sources for the late 20th century, with broader distributions for both temperature and pressure in winter as compared to summer, and over land as compared to over ocean. We used the output from 21st-century greenhouse simulations by the GCMs to address the occurrence of extremes in the coming decades. The model projections of the 21st-century extremes largely agree with changes in the mean state, with record low temperatures decreasing in frequency and record high temperatures increasing in frequency. The changes in 21st-century extremes are more pronounced over the ocean, where the present-day distributions are narrower. The projected decreases of mean pressure result in more frequent occurrences of extreme low pressure, especially over the Arctic Ocean, although the extremes of pressure are less affected by changes of the means than are the extremes of temperature. Lastly, we find that the transition from sea ice to open water, and associated changes in the salinity of the surface water, can cause changes in the temperature distribution that are more complex than simple shifts in the distribution, leading to unexpected changes in the occurrence of extreme temperatures.

Les changements en matière de températures et de pressions extrêmes dans l'Arctique reçoivent peu d'attention dans le contexte du changement climatique. Ici, nous examinons les répartitions et les extrêmes de la température de l'air en surface et de la pression dans l'Arctique vers la fin du XXe siècle et ce, en nous appuyant sur les données de la station météorologique de l'Alaska, sur une nouvelle analyse atmosphérique et sur des modèles de circulation générale. Il existe une bonne concordance quant aux sources visant la fin du XXe siècle, avec des répartitions plus vastes pour les températures et pressions d'hiver comparativement à celles de l'été, ainsi que pour les températures et pressions terrestres par rapport aux températures et pressions océaniques. Nous nous sommes également servi des données émanant de simulations de serres au XXIe siècle, réalisées au moyen des modèles de circulation générale afin d'être en mesure de nous pencher sur l'occurrence des extrêmes au cours des décennies à venir. Les projections de modèles relatives aux extrêmes du XXIe siècle concordent largement avec les changements caractérisant l'état de la moyenne, la fréquence des basses températures record étant à la baisse et la fréquence des hautes températures record étant à la hausse. Les changements en matière d'extrêmes au XXIe siècle sont plus prononcés au-dessus de l'océan, là où les répartitions actuelles sont plus étroites. Les diminutions projetées de la pression moyenne se traduisent par des occurrences plus fréquentes de basses pressions extrêmes, surtout au-dessus de l'océan Arctique, bien que les extrêmes en matière de pressions soient moins touchés par les changements des moyennes que les extrêmes de températures. De plus, nous estimons que la transition allant de la glace de mer à l'eau libre, de même que les changements connexes du point de vue de la salinité de l'eau de surface, peuvent entraîner des changements sur le plan de la répartition des températures qui sont plus complexes que de simples décalages de répartition, ce qui mène à des changements inattendus en matière d'occurrence de températures extrêmes.


Response of overwintering caribou to burned habitat in northwest Alaska   /   Joly, K.   Bente, P.   Dau, J.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 401-410, ill., maps
ASTIS record 62966
PDF

Caribou (Rangifer tarandus granti) use lichens, when available, as primary forage on their winter range. In boreal forest habitats, wildland fires effectively destroy lichens, and overwintering caribou are known to avoid burned areas for decades while lichen communities regenerate. However, little has been published about caribou response to burned habitat in tundra ecosystems. To assess the relationship between winter caribou distribution and burned areas, we instrumented Western Arctic Herd caribou with satellite telemetry collars and evaluated their locations in relation to recent burns of known age (<= 55 years old) across northwestern Alaska. We analyzed caribou distribution for different habitat types (tundra and boreal forest), age categories of burns, and possible edge effects. We also reanalyzed the data, limiting available habitat to a uniform traveling distance (5658 m) from daily satellite locations. Using selection indices that compared caribou use of burns and buffers to their availability, we found that caribou strongly selected against burned areas within the tundra ecosystem. Recent burns were selected against at both large (range-wide) and intermediate (5658 m) spatial scales. Caribou particularly selected against 26- to 55-year-old burns and the interior (core) portions of all burns. We found that caribou were more likely to select burned areas in the late fall and early spring than midwinter. Increased fires in northwestern Alaska could decrease the availability and quality of winter habitat available to the herd over the short term (up to 55 years), potentially influencing herd population dynamics and reducing sustainable harvest levels. We recommend that fire managers consider caribou midwinter range condition and extent: however, management that achieves a mosaic pattern of fire history may benefit a wide array of species, including caribou. A better understanding of the current regional fire regime and the distribution of available winter range will be required before practicable management recommendations can be developed for this herd.

Le fourrage principal du parcours d'hiver du caribou (Rangifer tarandus granti) est le lichen, lorsque celui-ci se trouve à sa disposition. Dans les habitats de forêt boréale, les feux de broussailles détruisent les lichens, au point où les caribous évitent, pendant des décennies l'hiver, les régions qui ont été brûlées afin de laisser le temps au lichen de se régénérer. Cependant, peu d'information a été publiée à l'égard de la réaction du caribou envers l'habitat brûlé des écosystèmes de la toundra. Afin d'évaluer la relation entre la répartition du caribou d'hiver et les régions brûlées, nous avons posé à un troupeau de caribous de l'Arctique de l'Ouest des colliers émetteurs à télémétrie par satellite et évalué leur emplacement par rapport à des régions brûlées récemment dont on savait à quand remontaient les incendies (<= 55 ans) et ce, aux quatre coins du nord-ouest de l'Alaska. Nous avons analysé la répartition du caribou en fonction de types d'habitats différents (la toundra et la forêt boréale), de catégories d'âge des régions brûlées et d'effets de lisière possibles. De plus, nous avons réanalysé les données en prenant soin de limiter l'habitat disponible à une distance de déplacement uniforme (5 658 m) à partir des emplacements satellites quotidiens. Grâce aux indices de sélection comparant l'utilisation faite par les caribous des régions brûlées et des zones tampons et leur disponibilité, nous avons remarqué que le caribou délaissait fortement les régions brûlées dans l'écosystème de la toundra. Les régions brûlées récemment étaient rejetées tant à la grande échelle spatiale (l'ensemble du parcours) qu'à l'échelle intermédiaire (5658 m). Plus particulièrement, le caribou se tenait loin des régions brûlées il y a 26 à 55 ans et des sections intérieures (au centre) de toutes les régions brûlées. Nous avons constaté que le caribou était plus susceptible d'opter pour les régions brûlées vers la fin de l'automne et au début du printemps qu'au milieu de l'hiver. Les incendies à la hausse dans le nord-ouest de l'Alaska pourraient avoir pour effet de diminuer la disponibilité et la qualité de l'habitat d'hiver à la disposition du troupeau à court terme (jusqu'à 55 ans), ce qui pourrait influencer la dynamique de la population du troupeau et réduire les taux de récoltes durables. Nous recommandons que les directeurs des incendies considèrent l'état et l'étendue du parcours du caribou en parcours d'hiver. Cela dit, une gestion donnant lieu à un dessin en mosaïque de l'historique des incendies pourrait avantager une vaste gamme d'espèces, dont le caribou. Il faudra avoir une meilleure compréhension du régime régional actuel des incendies et de la répartition du parcours d'hiver disponible avant que des recommandations de gestion réalisables puissent être faites pour ce troupeau.


Evidence of recent treeline dynamics in southwest Yukon from aerial photographs   /   Danby, R.K.   Hik, D.S.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 411-420, ill., maps
ASTIS record 62967
PDF

Small-scale vertical aerial photographs taken in 1947 and 1948 covering 200 km² of the Kluane Ranges, southwest Yukon, were compared with corresponding photographs taken in 1989 for the purpose of characterizing changes in the distribution and abundance of white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) at the alpine treeline. Digital photogrammetry, including orthorectification and on-screen interpretation, was supplemented by stereoscopic inspection of the original prints. Qualitative assessment of change across nine image pairs was accompanied by quantitative analysis of changes in spruce density and elevation using 1 hectare plots and 100 m wide elevational belt transects, respectively, superimposed on the orthorectified images. Significant changes were observed over the 41 years, but the degree of change varied throughout the study area. The most common changes were an increase in canopy size of individual trees and an increase in stand density resulting from the establishment of new individuals. Several instances of treeline advance were also observed. An absence of major natural disturbances or widespread land use change indicates that treeline change is attributable to climate. Results from concurrent dendroecological studies indicate that these dynamics represent only part of the total extent of change to occur during the 20th century.

Des photographies aériennes verticales à petite échelle prises en 1947 et 1948 sur une aire de 200 km² de la chaîne de montagnes Kluane, dans le sud-ouest du Yukon, ont été comparées à des photos correspondantes prises en 1989 dans le but de caractériser les changements en matière de répartition et d'abondance de l'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) à la hauteur de la limite alpine des arbres. La photogrammétrie numérique, dont les techniques de redressement différentiel et d'interprétation à l'écran, a été supplémentée par l'inspection stéréoscopique des épreuves photographiques originales. L'évaluation qualitative du changement par rapport à neuf paires d'images s'est accompagnée de l'analyse quantitative des changements en matière de densité des épinettes et d'élévation à l'aide de parcelles de 1 hectare et de transects d'élévation en bandes de 100 m de large, respectivement, superposés sur les images ayant fait l'objet du redressement différentiel. D'importants changements ont été observés au cours de la période de 41 ans, mais le degré de changement variait d'un endroit à l'autre visé par l'étude. Les changements les plus courants consistaient en l'augmentation de la taille du couvert des arbres individuels ainsi qu'en l'augmentation de la densité de peuplement découlant de l'établissement de nouveaux individus. Plusieurs occurrences d'avancement de la limite des arbres ont également été observées. L'absence de perturbations naturelles majeures ou d'importants changements sur le plan de l'utilisation des terres laisse croire que le changement de la limite des arbres est attribuable au climat. Les résultats découlant d'études dendroécologiques concurrentes indiquent que ces dynamiques ne représentent qu'une partie de l'ampleur totale du changement s'étant produit au cours du XXe siècle.


The arctic cisco (coregonus autumnalis) subsistence and commercial fisheries, Colville River, Alaska : a conceptual model   /   Fechhelm, R.G.   Streever, B.   Gallaway, B.J.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 421-429, ill., map
ASTIS record 62968
PDF

The arctic cisco (Coregonus autumnalis), known regionally by its Inupiat name qaaqtaq, is the principal target of fall subsistence and commercial fisheries that operate in the Colville River along the Alaskan Beaufort Sea. Our conceptual model of the fisheries is based on more than two decades of continuous scientific study conducted in conjunction with oil industry growth on the North Slope. It expands upon an existing body of published literature to discuss additional factors that affect fishery yields. Long-term data indicate that arctic cisco spawn in Canada's Mackenzie River system. Young-of-the-year are transported westward into Alaska by wind-driven coastal currents. Arctic cisco successfully recruit to Alaska's Colville River when summer winds blow from the east with an average speed greater than 5 km/h. The successful recruitment of these young arctic cisco to central Alaska is a prerequisite for the eventual entry of harvestable five- to eight-year-old fish into the region's subsistence and commercial fisheries. Recruitment into the fisheries also requires that fish survive in central Alaska for the five to six years it takes for them to grow to a harvestable size. Once these fish are recruited into the fisheries, annual harvests are strongly dependent on salinity conditions within the fishing grounds. Although fishing mortality occurs, the loss of older fish from the region is attributed largely to the emigration of sexually mature fish back to Canada.

Le cisco arctique (Coregonus autumnalis), connu régionalement sous le nom de qaaqtaq en inupiat, est la principale cible des pêcheries commerciales et de la subsistance d'automne de Colville River, le long de la partie alaskienne de la mer de Beaufort. Notre modèle conceptuel des pêcheries repose sur une étude scientifique réalisée sans arrêt pendant plus de deux décennies à la lumière de l'essor connu par l'industrie du pétrole sur la côte Nord. Il s'appuie également sur de la documentation publiée et englobe d'autres facteurs qui ont une incidence sur le rendement des pêcheries. Les données de longue date laissent entendre que le cisco arctique fraie dans la partie canadienne du réseau du fleuve Mackenzie. Les jeunes de l'année sont transportés vers l'Ouest, en Alaska, par les courants de dérive du littoral. Le cisco arctique réussit à se recruter dans la région alaskienne de Colville River lorsque les vents d'été soufflent de l'est à une vitesse moyenne de 5 km/h. Le recrutement réussi de ces jeunes ciscos arctiques vers le centre de l'Alaska est un préalable pour l'entrée éventuelle des poissons pêchables de cinq à huit ans en vue de la subsistance de la région et de la pêche commerciale. Le recrutement implique également que les poissons doivent survivre dans le centre de l'Alaska pendant les cinq à six années qu'il leur faut pour atteindre une taille se prêtant à la pêche. Une fois que ces poissons sont recrutés dans les pêcheries, les récoltes annuelles dépendent beaucoup des conditions de salinité présentes aux pêcheries. Malgré le taux de mortalité par pêche, la perte de poissons plus âgés dans la région est grandement attribuable à l'émigration au Canada de poissons prêts à se reproduire.


Plant macrofossils associated with an early Holocene beaver dam in interior Alaska   /   Robinson, S.   Beaudoin, A.B.   Froese, D.G.   Doubt, J.   Clague, J.J.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 430-438, ill., maps
ASTIS record 62987
PDF

Dynamic climate changes and expansion of new biomes characterize the late Pleistocene–early Holocene of eastern Beringia. Analysis of plant macrofossils from an early Holocene (ca. 9 300 14C yrs BP) beaver dam in central Alaska provides insight into the local environment and vegetation. The plant macrofossil assemblage comprises remains of trees and shrubs, graminoids, and forbs, including Betula sp., Carex sp., Rubus sp., Eleocharis sp., Scirpus sp., Potamogeton sp., Najas flexilis and Typha latifolia, indicative of standing water of a beaver pond. Bryophytes from the beaver dam include Warnstorfia spp. and Drepanocladus aduncus, suggesting shallow, stagnant, or slow-moving water. The presence of Najas flexilis, Typha latifolia, and modern beaver (Castor canadensis) suggest that central Alaska had a warmer climate during the early Holocene.

Changements climatiques dynamiques et expansion de nouveaux biomes caractérisent la période du Pléistocène supérieur et de l'Holocène inférieur de la Béringie de l'Est. L'analyse des macrofossiles de plantes provenant d'une digue de castor du centre de l'Alaska datant de l'Holocène inférieur (env. 9 300 14C années BP) donne des indices sur l'environnement et la végétation de la région. L'assemblage de macrofossiles de plantes est composé d'arbres et d'arbustes, de graminoïdes et d'herbes non graminéennes, dont Betula sp., Carex sp., Rubus sp., Eleocharis sp., Scirpus sp., Potamogeton sp., Najas flexilis et Typha latifolia, ce qui signale la présence d'eau stagnante dans un étang de castor. Parmi les bryophytes de la digue de castor, notons Warnstorfia spp. et Drepanocladus aduncus, ce qui laisse supposer la présence d'eau peu profonde stagnante ou se déplaçant lentement. Par ailleurs, la présence de Najas flexilis, Typha latifolia et du castor contemporain (Castor canadensis) laissent croire que le climat du centre de l'Alaska était plus chaud pendant l'Holocène inférieur.


Shrub line advance in alpine tundra of the Kluane region : mechanisms of expansion and ecosystem impacts   /   Myers-Smith, I.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 447-451, ill., maps
ASTIS record 62989
PDF

... My objectives for this study are threefold: 1) to quantify patterns of shrub expansion across the landscape in relation to warming and disturbance; 2) to investigate the impact of increased shrubs on ecosystem properties including species composition and carbon cycling and 3) to evaluate experimentally the relative importance of ground temperature and nutrient increases as drivers of shrub expansion. ... To quantify shrub expansion, I will compare the age of shrubs at and below the shrub line (the maximum extent at which shrubs occur) through an analysis of growth rings from sections of willow stems. I predict that shrubs growing at higher elevations will be younger and have thinner annual growth rings, though this pattern may differ with aspect and with proximity to the St. Elias icefields. By constructing the historic rates of shrub expansion, I hope to better understand the current and future rates of spread. ... The potential impacts of shrub expansion are warmer winter soils, enhanced nutrient cycling, and altered plant communities .... In this study, I am investigating species composition, plant phenology, nutrient fluxes and pools, soil temperatures, and other ecosystem-level variables that will be altered by increasing shrubs. Preliminary results indicate that species diversity and the dominance of herb tundra plant species are reduced under a dense shrub canopy. To quantify the influence of shrub expansion on nutrient cycling and ecosystem function, I am investigating nutrient cycling. ... I hypothesized that rates of CO2 efflux would be higher under the shrub canopy during the growing season due to enhanced decomposition and higher autotrophic respiration. ... Preliminary data do not show a significant relationship between shrub cover and CO2 efflux however. ... To measure the influence of snow-capture by shrubs on soil warming, I have manipulated shrub cover to compare soil temperatures beneath plots with (a) intact shrubs, (b) shrubs removed, (c) artificial vegetation canopies, and (d) adjacent, shrub-free tundra. ... The experiment will test whether shrubs trap more snow than the adjacent tundra, whether this snow melts out earlier in the spring season, and how much this snow insulates the soil. ... This study will contribute to our understanding of vegetation changes in northern alpine ecosystems. It will provide data on shrub expansion in the southwestern Yukon, which will contribute to a synthetic examination of shrub expansion in Alaska and northwestern Canada and provide better estimates of the strength of climate forcing mechanisms such as changes in albedo and carbon storage. Improved projections of the trajectory of alpine vegetation change will assist the Yukon territorial government, Yukon First Nations, and Parks Canada to manage their natural resources and ecological capital.


The effect of anadromous arctic charr (Salvelinus alpinus) on food web structure and contaminant concentrations in coastal Arctic lakes   /   Swanson, H.K.
Arctic, v. 60, no. 4, Dec. 2007, p. 452-455, ill.
ASTIS record 62991
PDF

... My research questions are: 1) do sea-run arctic charr affect food web structure in coastal Arctic lakes; and, 2) do contaminant concentrations in traditional food fish species (e.g., lake trout and lake whitefish, Coregonus clupeaformis) differ between lakes that do and do not contain sea-run arctic charr, and can this difference be attributed to differences in food web structure? ... In summer 2006 and 2007, field research was performed on six lakes (three with sea-run arctic charr and three without) located near Hope Bay, Nunavut. Hope Bay is the site of an underground gold development .... Invertebrates ..., cisco ..., lake whitefish, and lake trout were collected from all six lakes, and arctic charr, from three lakes. Laboratory analyses for samples collected in 2006 are partially complete whereas samples collected in 2007 are currently being processed for analysis. All samples are being analyzed for stable carbon (C), nitrogen (N), and sulfur (S) isotopes to determine carbon source, trophic position, and anadromy, respectively. Concentrations of metals (including mercury) and organic contaminants (including PCB congeners and organochlorine pesticides, polybrominated flame retardants, and perfluorinated stain repellents) are also being determined in all samples. For fish that make annual migrations to the sea, microchemistry is being conducted on otoliths to determine age at first migration and frequency of migration. ... Approximately half of the samples collected for this study have been analyzed; these represent one lake with sea-run arctic charr and three lakes without this species. During analyses of stable isotopes and otolith microchemistry, I found that there are sea-run lake trout in some of the study lakes, which complicates the analysis but is an interesting finding in itself. ... sea-run lake trout can be distinguished from their resident (no sea migration) counterparts by stable nitrogen, carbon, and sulfur isotopes, as well as by strontium concentrations in the otoliths .... It appears that the presence of sea-run arctic charr in a lake may affect food web structure by providing an alternative prey source (juvenile arctic charr) for resident lake trout. Lake trout had a significantly lower trophic position (as determined by stable nitrogen isotopes) in the lake with sea-run arctic charr than in the lakes without sea-run arctic charr. These results are preliminary, but the data suggest that juvenile arctic charr serve as a high-quality, low-trophic position prey for resident lake trout. If lake trout from lakes with sea-run arctic charr have lower trophic positions, they may also have lower concentrations of biomagnifying contaminants. To date, I have data for only one contaminant, mercury, and these data are from a subset of lakes. It appears, however, that sea-run lake trout and arctic charr have lower concentrations of mercury than resident lake trout and arctic charr. When comparing only resident fish, I found that lake trout have lower mercury concentrations in lakes with sea-run arctic charr than in lakes without sea-run arctic charr. It will be interesting to see whether this pattern holds true once all of the samples have been analyzed, and if the pattern varies with the contaminant analyzed. ...


© Arctic Institute of North America. Records from this database may be used freely for research and educational purposes, but may not be used to create databases or publications for distribution outside your own organization without prior permission from ASTIS.