Nutrient fluxes and living marine resources in the Inuit Nunangat

Marine wildlife is an integral part of food security and culture in the Inuit Nunangat and the abundance, visual appeal and nutritional value of this wildlife are sensitive to climate-driven changes in ocean properties and nutrient availability in particular. Using light as an energy source, phytoplankton and sea-ice algae assimilate carbon and nutrients to grow and produce the organic matter that sustains the food web and synthesize vital molecules (e.g., essential omega-3) that promote animal fitness and human well-being. The ocean currents that connect the Canadian Arctic (CA) with the Pacific and Atlantic Oceans bring variable quantities of nutrients and these quantities can be impacted positively or negatively by environmental change, with repercussions on the entire food web and Inuit food security. While nutrient inputs and outputs should balance for the whole Arctic Ocean, recent attempts at balancing nutrient budgets produced equivocal answers and raised several questions that will be addressed here. We will evaluate how components of the Arctic nutrient distribution network connect and respond to the changing physical environment and how this affects the magnitude and nutritional quality of organic matter production within the CA. Specific objectives are to 1) measure nutrient concentrations and estimate their transports across major gateways leading in and out of the CA, 2) evaluate how microbial processes affect and are affected by changing N inventories and nutrient ratios along flow, 3) assess how the nutritional value of algal assemblages is affected by physical and chemical water properties. A sampling network involving partners from northern organizations, Fisheries and Oceans Canada (DFO), and international partners will be assembled to train students and produce evidence-based assessments of the CA’s capacity to support harvestable marine wildlife. The results will contribute to the eastern Arctic and Subarctic IRIS processes by helping communities and local governments prepare for possible changes in the availability and nutritional value of marine foods. Together with local knowledge, the results will assist with current and future food security assessments, and inform decisions on adapting to the changing marine environment.

Le flux d’éléments nutritifs et les ressources marines vivantes dans l’Inuit Nunangat 

La faune marine fait partie intégrante de la sécurité alimentaire et de la culture des populations de l’Inuit Nunangat. L’abondance, l’attrait visuel et la valeur nutritive de cette faune sont sensibles aux variations des propriétés océaniques et de la disponibilité des éléments nutritifs, notamment en raison du réchauffement climatique. Utilisant la lumière comme source d’énergie, le phytoplancton et les algues de glace de mer absorbent le carbone et les éléments nutritifs nécessaires à leur croissance et à la production de la matière organique servant à alimenter le réseau trophique et à synthétiser les molécules essentielles (p. ex. les molécules d’oméga-3) favorisant la santé animale et le bien-être humain. Les courants océaniques qui relient l’Arctique canadien aux océans Pacifique et Atlantique transportent des quantités variables d’éléments nutritifs. Or, les changements environnementaux pouvant avoir des répercussions positives ou négatives sur ces quantités, c’est tout le réseau trophique qui peut en être touché, de même que la sécurité alimentaire des Inuits. Bien qu’il doive y avoir un équilibre entre l’apport et la production d’éléments nutritifs dans l’ensemble de l’océan Arctique, les récentes tentatives visant à équilibrer la répartition des éléments nutritifs se sont traduites par des réponses équivoques et ont soulevé diverses questions que nous aborderons dans le cadre de ce projet. Nous déterminerons en quoi les composantes du régime de distribution des éléments nutritifs dans l’océan Arctique sont liées à l’évolution de l’environnement physique, comment elles y réagissent, et quelle en est l’incidence sur l’ampleur de la production de matière organique au sein de l’Arctique canadien et la qualité nutritive de cette matière organique. Plus particulièrement, notre travail consistera à : 

1) mesurer les concentrations d’éléments nutritifs et en estimer le transport par les principaux points d’entrée et de sortie de l’Arctique canadien; 

2) déterminer en quoi les processus microbiens influent sur les inventaires des éléments nutritifs azotés et les ratios d’éléments nutritifs acheminés, ou en subissent les changements; 

3) évaluer l’incidence des propriétés physiques et chimiques de l’eau sur la valeur nutritive des assemblages d’algues.  

Nous constituerons un échantillon composé de partenaires internationaux et de représentants d’organismes nordiques et de Pêches et Océans Canada afin de former des étudiantes et des étudiants, et de réaliser des évaluations, fondées sur des données probantes, de la capacité de l’Arctique canadien de favoriser l’exploitation de la faune marine. Les résultats de ces travaux contribueront à la réalisation d’études d’impact régionales intégrées dans les régions arctiques et subarctiques de l’Est canadien en aidant les collectivités et les gouvernements locaux à se préparer aux variations possibles de la disponibilité et de la valeur nutritive des ressources alimentaires marines. Combinés aux connaissances locales, les résultats obtenus contribueront aux évaluations actuelles et futures de la sécurité alimentaire, et éclaireront la prise de décisions sur l’adaptation à l’évolution de l’environnement marin.