Impacts of thaw and fire on downstream aquatic ecosystems on the peatland-rich Taiga Plains

A common concern among communities across the Taiga Plains in western Canada revolve around the short-term and long-term impacts of climate change, wildfires and permafrost thaw on aquatic ecosystems, and in extension impacts on traditional land use. The landscape of the Taiga Plains is characterized by widespread peatlands, and peatlands are the dominant sources of carbon, nutrients, and mercury to downstream aquatic ecosystems. With recent wildfires and ongoing permafrost thaw affecting peatlands, there are concerns of increased delivery of solutes which can cause increased biomagnification of mercury in fish, brownification of waters, and increased occurrence of harmful algal blooms. Our project will study the storage, mobilization, and downstream transport of organic carbon, nutrients and mercury across the Taiga Plains, with research done at five peatland sites across a 1,200 km transect. Working across the transect will allow us to understand whether there are common impacts across the gradient from continuous to sporadic permafrost. The project is partnered with Indigenous organizations at each site and builds on already established relationships which will ensure significant collaborations, knowledge exchange, and use of the findings. The project has four objectives led by HQP; storage and lability of carbon, nutrients, mercury in peatlands; availability and mobility of solutes in peatland porewater and headwaters; modelling of solute transport under various scenarios; and study of impacts of thaw and fire on peatland lake functions. Jointly our findings will allow for informed risk management both at community, watershed, and territorial levels. 

Répercussions de la fonte du pergélisol et des feux de forêt sur les écosystèmes aquatiques d’aval dans la Taïga des Plaines, un milieu riche en tourbières 

L’une des préoccupations couramment exprimées par les collectivités de la Taïga des Plaines, dans l’Ouest canadien, concerne les répercussions à court et à long terme des changements climatiques, des feux de forêt et de la fonte du pergélisol sur les écosystèmes aquatiques, et, de ce fait, sur l’utilisation des terres traditionnelles. La Taïga des Plaines se compose en grande partie de tourbières. Or, les tourbières sont une source importante de carbone, de nutriments et de mercure pour les écosystèmes aquatiques d’aval. Les répercussions des récents feux de forêt et de la fonte continue du pergélisol sur les tourbières soulèvent des préoccupations quant au transport accru de matières dissoutes pouvant mener à une augmentation de la bioamplification du mercure chez les poissons, à une brunification des eaux et à une occurrence accrue des efflorescences algales nuisibles. Notre équipe se penchera sur le stockage, la mobilisation et le transport descendant du carbone organique, des nutriments et du mercure dans la Taïga des Plaines, menant des recherches dans cinq sites couvrant un transect d’une longueur de 1 200 km. Les recherches effectuées dans ce transect nous aideront à déterminer s’il existe des impacts communs au sein du gradient de pergélisol (passant d’un pergélisol continu à un pergélisol sporadique). L’équipe collaborera avec des organismes autochtones à chacun des sites, misant sur les relations existantes, ce qui favorisera l’établissement de collaborations fructueuses, l’échange de connaissances et l’utilisation des résultats obtenus. Notre projet comporte quatre objectifs dirigés par un personnel hautement qualifié : le stockage et la labilité du carbone, des nutriments et du mercure dans les tourbières, la disponibilité et le transport des matières dissoutes dans l’eau interstitielle et les eaux d’amont, la modélisation du transport des matières dissoutes selon divers scénarios, et l’étude des répercussions de la fonte du pergélisol et des feux de forêt sur les fonctions des lacs-tourbières. Conjointement, nos résultats permettront la prise de décisions éclairées en matière de gestion des risques au sein des collectivités, des bassins versants et des territoires.