IngentaConnect A paleolimnological investigation of the effects of forest fire o...

Abstract:

Fire is an important mechanism of disturbance in boreal ecosystems; however, the effects of fire on lake ecosystems are still not well understood. This study provides a detailed assessment of the impacts of fire on the limnology of a small oligotrophic lake (Lake 42), located approximately 200 km northwest of Thunder Bay, Ont. The study lake is characterized by a small drainage ratio (watershed area : surface area) and a relatively long water residence time. Age establishment and fire scar analyses determined that at least one, and perhaps two, major fires had burned to the lake's shoreline in the past ca. 150 years. Using a paleoecological approach, diatoms were examined in a ²¹⁰Pb-dated sediment core. Following watershed fires, minimal changes were noted in the diatom species assemblage. These findings may be explained by the low sedimentation rates and small drainage ratio of the study lake, although other studies suggest that the biological response may be minimal compared with physical–chemical responses in some ecosystems. Beginning in the early 1980s, however, distinct changes were noted in the species assemblage and in diatom-inferred total phosphorus. Our findings suggest that the study lake may be more sensitive to precipitation inputs of nutrients than to inputs resulting from watershed disturbances.Key words: paleolimnology, diatoms, forest fire, water quality.

Le feu est un important mécanisme de perturbation dans les écosystèmes boréaux; cependant, les effets du feu sur les écosystèmes lacustres demeurent encore mal connus. Les auteurs présentent un évaluation détaillée des impacts du feu sur la limnologie d'un petit lac (Lake 42), localisé à environ 200 km au nord-ouest de Thunder Bay, en Ontario. Le lac étudié se caractérise par un faible ratio de drainage (aire du bassin de drainage : aire de la surface) et un temps de résidence de l'eau relativement prolongé. L'analyse des données sur l'âge et sur les traces d'incendies montre qu'au moins un, et peut être deux, incendies majeurs ont brûlé jusqu'au bord du lac au cours des ca. 150 dernières années. Dans une approche paléo-écologique, les auteurs ont conduit une analyse des diatomées dans une carotte datée au ²¹⁰Pb. À la suite des incendies dans le bassin versant, on note des changements minimes dans l'arrangement des espèces de diatomées. Ces constatations peuvent s'expliquer par les faibles taux de sédimentation et le faible ratio de drainage du lac étudié, bien que d'autres études suggèrent que la réaction biologique pourrait être minimale comparativement aux réactions physico-chimiques, dans certains écosystèmes. Cependant, avec le début des années 1980, on note de nets changements dans l'arrangement des espèces et du phosphore total indiqué par les diatomées. Ces constatations suggèrent que le lac sous étude pourrait être plus sensible aux apports par précipitation de nutriments qu'aux apports provenant de perturbations dans le bassin de drainage.Mots clés : paléolimnologie, diatomée, feu de forêt, qualité de l'eau.[Traduit par la Rédaction]

A paleolimnological investigation of the effects of forest fire on lake water quality in northwestern Ontario over the past ca. 150 years