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Landscape-level stream fragmentation caused by hanging culverts along roads in Alberta’s boreal forest

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Abstract:

Hanging culverts (i.e., outfall elevated above the stream surface) can fragment fish communities in streams by creating upstream movement barriers. We conducted a retrospective study of culvert stream crossings along industrial roads in Alberta’s boreal forest to describe factors relating to the occurrence of hanging culverts and to quantify watershed fragmentation. One-half (50%; 187/374) of culverts surveyed in four watersheds during 2002 and 2003 were hanging. Logistic regression showed that the occurrence of a hanging culvert was positively and significantly related to culvert age and reach slope. We quantified fragmentation in the watersheds as the length-based percentage of stream reaches above hanging culverts. In three watersheds, stream fragmentation was approximately 5%, whereas one watershed showed 20% fragmentation. Extrapolating our results to Alberta’s entire boreal forest, we estimated that several thousand hanging culverts were fragmenting tens of thousands of kilometres of streams in 2003. These numbers are likely increasing as a result of continued road development and ageing culverts. We conclude that the traditional management approach of road builders and regulatory agencies has failed to prevent the development of hanging culverts and fragmentation of small boreal streams in Alberta. We provide recommendations for future study and management of this growing problem.

Les ponceaux suspendus (c.-à-d. dont le point de rejet est plus haut que la surface du cours d’eau) peuvent fragmenter les communautés de poissons dans les ruisseaux en créant des obstacles aux déplacements en amont. Nous avons réalisé une étude rétrospective des traverses de ruisseau avec ponceau le long de chemins utilisés par l’industrie dans la forêt boréale albertaine pour décrire les facteurs reliés à l’occurrence des ponceaux suspendus et pour quantifier la fragmentation des bassins versants. La moitié (50 %; 187/374) des ponceaux inventoriés dans quatre bassins versants en 2002 et 2003 étaient suspendus. Une régression logistique a montré que l’occurrence des ponceaux suspendus était positivement et significativement reliée à l’âge du ponceau et à la pente du bief. Le pourcentage, basé sur la longueur, de biefs en amont des ponceaux suspendus a été utilisé pour quantifier la fragmentation dans les bassins versants. La fragmentation atteignait approximativement 5 % dans trois bassins et 30 % dans le quatrième. En extrapolant nos résultats à toute la forêt boréale albertaine, nous avons estimé que plusieurs milliers de ponceaux suspendus fragmentaient des dizaines de milliers de kilomètres de ruisseau en 2003. Ces nombres vont probablement augmenter à cause du développement du réseau routier qui se poursuit et du vieillissement des ponceaux. Nous concluons que l’approche traditionnelle de gestion des constructeurs de routes et des agences de règlementation n’a pas réussi à prévenir l’apparition de ponceaux suspendus et la fragmentation des petits ruisseaux dans la forêt boréale en Alberta. Nous formulons des recommandations pour l’étude et la gestion future de ce problème qui va grandissant.

Document Type: Research Article

Publication date: 2008-03-01

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