The thermal regimes of brook trout incubation habitats and evidence of changes during forestry operations

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Abstract:

The thermal regimes in streambed substrates used by brook trout, Salvelinus fontinalis Mitchell, for incubation of embryos were examined in reference and treatment (0- and 20-m riparian buffer strips) streams in a clear-cut harvested, northern temperate forest of western Newfoundland. In these streams, incubation habitats (redds) were primarily composed of downwelling surface waters with variable but minor mixing of upwelling groundwater. The resulting incubation temperatures were cold (<1°C) and surface water temperatures were accurate predictors of redd temperatures. Both treatment streams displayed evidence of warming in the fall and spring of the 2 years beginning the year of initial harvesting. The increase was most pronounced in the stream without a riparian buffer strip. Clear-cut harvesting with and without a riparian buffer strip altered the thermal regime of surface water and the hyporheic zone in this northern temperate forest where, in addition to salmonid incubation, many biological processes take place. The potential for impacts on stream ecosystems is estimated to be high for the managed forests of this region. Future studies should strive to enhance our understanding of the hydrological connections between forests and streams on this landscape to determine the full effects of timber harvesting on the hydrology and biology of a watershed and its streams.

Nous avons étudié le régime thermique de lits de cours d'eau utilisés pour l'incubation des embryons par l'omble de fontaine, Salvelinus fontinalis Mitchell, dans des ruisseaux témoins et traités (lisières boisées riveraines de 0 et 20 m), dans une forêt tempérée nordique coupée à blanc dans l'Ouest de Terre-Neuve. Dans ces ruisseaux, les habitats d'incubation (frayères) étaient principalement soumis à des courants descendants d'eau de surface influencés à des degrés variables, mais somme toute faibles, par des résurgences de l'eau phréatique. Les températures d'incubation étaient donc froides (<1 °C) et la température à la surface de l'eau permettait de prédire précisément la température des frayères. Pendant 2 ans, incluant l'année de la récolte, les deux ruisseaux traités ont montré des signes de réchauffement à l'automne et au printemps, mais c'est dans le ruisseau sans lisière boisée que le réchauffement a été le plus prononcé. La coupe à blanc, avec ou sans lisières boisées riveraines, modifie le régime thermique de l'eau de surface et de la zone hyporhéique dans cette forêt tempérée nordique au sein de laquelle plusieurs processus biologiques ont lieu en plus de la fraie des salmonidés. L'écosystème des ruisseaux de cette région risque fort d'être affecté par l'aménagement forestier. Il faudrait de nouvelles études pour améliorer notre compréhension des liens hydrologiques entre les forêts et les ruisseaux dans ce type de paysage, de manière à pouvoir déterminer l'ensemble des effets de la récolte ligneuse sur l'hydrologie et la biologie d'un bassin versant et de ses ruisseaux.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2002

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