The Arctic Cisco (Coregonus autumnalis) Subsistence and Commercial Fisheries, Colville River, Alaska: A Conceptual Model

The arctic cisco (Coregonus autumnalis), known regionally by its Inupiat name qaaqtaq, is the principal target of fall subsistence and commercial fisheries that operate in the Colville River along the Alaskan Beaufort Sea. Our conceptual model of the fisheries is based on more than two decades of continuous scientific study conducted in conjunction with oil industry growth on the North Slope. It expands upon an existing body of published literature to discuss additional factors that affect fishery yields. Long-term data indicate that arctic cisco spawn in Canada’s Mackenzie River system. Young-of-the-year are transported westward into Alaska by wind-driven coastal currents. Arctic cisco successfully recruit to Alaska’s Colville River when summer winds blow from the east with an average speed greater than 5 km/h. The successful recruitment of these young arctic cisco to central Alaska is a prerequisite for the eventual entry of harvestable five- to eight-year-old fish into the region’s subsistence and commercial fisheries. Recruitment into the fisheries also requires that fish survive in central Alaska for the five to six years it takes for them to grow to a harvestable size. Once these fish are recruited into the fisheries, annual harvests are strongly dependent on salinity conditions within the fishing grounds. Although fishing mortality occurs, the loss of older fish from the region is attributed largely to the emigration of sexually mature fish back to Canada.Le cisco arctique (Coregonus autumnalis), connu régionalement sous le nom de qaaqtaq en inupiat, est la principale cible des pêcheries commerciales et de la subsistance d’automne de Colville River, le long de la partie alaskienne de la mer de Beaufort. Notre modèle conceptuel des pêcheries repose sur une étude scientifique réalisée sans arrêt pendant plus de deux décennies à la lumière de l’essor connu par l’industrie du pétrole sur la côte Nord. Il s’appuie également sur de la documentation publiée et englobe d’autres facteurs qui ont une incidence sur le rendement des pêcheries. Les données de longue date laissent entendre que le cisco arctique fraie dans la partie canadienne du réseau du fleuve Mackenzie. Les jeunes de l’année sont transportés vers l’Ouest, en Alaska, par les courants de dérive du littoral. Le cisco arctique réussit à se recruter dans la région alaskienne de Colville River lorsque les vents d’été soufflent de l’est à une vitesse moyenne de 5 km/h. Le recrutement réussi de ces jeunes ciscos arctiques vers le centre de l’Alaska est un préalable pour l’entrée éventuelle des poissons pêchables de cinq à huit ans en vue de la subsistance de la région et de la pêche commerciale. Le recrutement implique également que les poissons doivent survivre dans le centre de l’Alaska pendant les cinq à six années qu’il leur faut pour atteindre une taille se prêtant à la pêche. Une fois que ces poissons sont recrutés dans les pêcheries, les récoltes annuelles dépendent beaucoup des conditions de salinité présentes aux pêcheries. Malgré le taux de mortalité par pêche, la perte de poissons plus âgés dans la région est grandement attribuable à l’émigration au Canada de poissons prêts à se reproduire

Assessment of Effects of an Oil Pipeline on Caribou, Rangifer tarandus granti, Use of Riparian Habitats in Arctic Alaska, 2001-2003

Elevated oil field pipelines may alter Caribou (Rangifer tarandus granti) movements and delay or prevent access to insect relief habitat. In an attempt to determine if the 40-km elevated Badami pipeline in northern Alaska changed Caribou use of riparian habitats at the three river crossings where the pipeline is buried, we quantified Caribou habitat use at all three crossings using time-lapse video cameras and aerial distribution surveys over three summers. We compared habitat use, behavior and duration of observations among pipeline and non-pipeline sites. We used a block experimental design with cameras at four sites at the three river crossings to evaluate differences in numbers of Caribou per day at pipeline and non-pipeline sites. At each crossing, four cameras were positioned, with one pair of cameras next to the pipeline (pipeline sites) and one pair of cameras 1.8-3.2 km upstream from the pipeline (non-pipeline sites); where cameras monitored the river bank and channel (river habitat) and the tundra within about 200 m of the river (tundra habitat). Peak numbers of Caribou per day occurred during early July 2003 and mid-July 2001 and 2002. Large numbers of Caribou recorded north of the pipeline during aerial surveys did not usually correspond with increased number per day recorded by cameras suggesting Caribou probably also crossed the pipeline outside of the riparian areas. We assessed local changes in riparian habitat use by comparing the numbers of Caribou per day in river and tundra habitats at pipeline and non-pipeline sites and found no difference. We assessed regional changes in riparian habitat use by comparing numbers of Caribou per day at pipeline sites and at non-pipeline sites and found no difference. Caribou groups spent an average of 1 minute longer at tundra pipeline sites and groups spent 30 seconds longer feeding and trotting at pipeline sites, but these differences were not significant

Effects of Gas Flaring on the Behavior of Night-migrating Birds at an Artificial Oil-production Island, Arctic Alaska

We studied movement rates and the general flight behavior of bird flocks seen on radar and recorded visually at Northstar Island, Arctic Alaska, from 13 to 27 September 2002. Most of this period (13 – 19 and 21 – 27 September) had no gas-flaring events, but a major gas-flaring event occurred on the night of 20 September. Movement rates of targets on radar and of bird flocks recorded visually in the first ~50% – 60% of the night were much lower during the non-flaring period than during the night of flaring, whereas rates in the last ~40% – 50% of the night were similar in all periods. The general flight behavior of birds also differed significantly, with higher percentages of both radar targets and bird flocks exhibiting straight-line (directional) flight behaviors during the non-flaring periods and higher percentages of radar targets and bird flocks exhibiting non-straight-line (erratic and circling) flight behaviors during the gas-flaring period. During the night of gas flaring, the bright illumination appeared to have an effect only after sunset, when flocks of birds circled the island after being drawn in from what appeared to be a substantial distance from the island. On both radar and visual sampling, the number of bird flocks approaching the island declined over the evening, and the attractiveness of the light from flaring appeared to decline. The visibility of the moon appeared to have little effect on the behavior of birds. Because illumination from extensive gas-flaring is such a strong attractant to migrating birds and because most bird flocks fly at low altitudes over the water, flaring booms on coastal and offshore oil-production platforms in Arctic Alaska should be positioned higher than the mean flight altitudes of migrating birds to reduce the chances of incineration.Nous avons étudié les taux de déplacement et le comportement de vol général des troupeaux d’oiseaux captés par radar ou consignés visuellement à l’île Northstar, dans l’Alaska de l’Arctique, du 13 au 27 septembre 2002. Pendant presque toute cette période (du 13 au 19 et du 21 au 27 septembre), il n’y a pas eu de brûlage de gaz à la torche, mais la nuit du 20 septembre, il y a eu un important brûlage de gaz à la torche. Les taux de déplacement des cibles radar et des troupeaux d’oiseaux consignés visuellement pendant la première tranche d’environ 50 % à 60 % de la nuit étaient beaucoup moins élevés pendant la période où il n’y avait pas de brûlage à la torche que pendant la nuit où il y a eu brûlage à la torche, tandis que pendant la deuxième tranche d’environ 40 % à 50 % de la nuit, les taux de déplacement étaient semblables pendant toutes les périodes. Le comportement de vol général des oiseaux a également affiché une différence considérable. De plus grands pourcentages de cibles radar et de troupeaux d’oiseaux adoptaient un comportement de vol rectiligne (direct) pendant les périodes où il n’y avait pas de brûlage à la torche, et de plus grands pourcentages de cibles radar et de troupeaux d’oiseaux affichaient un comportement de vol non rectiligne (erratique et indirect) pendant la période où il y a eu brûlage à la torche. La nuit du brûlage à la torche, la vive illumination n’a semblé avoir un effet qu’après le coucher du soleil, quand les troupeaux d’oiseaux encerclaient l’île après avoir été attirés depuis un endroit qui semblait très lointain. Tant pour l’échantillonnage prélevé par radar que par consignation visuelle, le nombre de troupeaux d’oiseaux s’approchant de l’île diminuait dans le courant de la soirée, et l’attrait de la lumière émanant du brûlage à la torche semblait également diminuer. La visibilité de la lune semblait avoir peu d’effet sur le comportement des oiseaux. Puisque l’illumination provenant du brûlage prolongé à la torche exerce une si grande force d’attraction chez les oiseaux migrateurs, et puisque la plupart des troupeaux d’oiseaux volent en basse altitude au-dessus de l’eau, le torchage effectué sur les plateformes pétrolières côtières et extracôtières dans l’Alaska de l’Arctique devrait être positionné plus haut que les altitudes moyennes de vol des oiseaux migrateurs afin de réduire les risques d’incinération

Bird Use of Northern Alaska Oilfield Rehabilitation Sites

Breeding bird response to habitat rehabilitation after anthropogenic disturbance has received little attention in the Arctic. The North Slope of Alaska is an important breeding ground for many populations of migratory birds and has also supported major oilfields since the late 1960s. The most obvious impacts of industrial development to nesting birds are direct habitat loss and fragmentation resulting from the construction of infrastructure, along with increased mechanical noise, vehicle traffic, and other forms of anthropogenic disturbance. In response to state and federal requirements, efforts have been made to rehabilitate abandoned portions of the oilfields. We compared bird use at rehabilitation sites and at nearby paired reference sites. Densities of shorebirds and passerines varied between rehabilitation sites and reference sites, but waterfowl densities did not. Specifically, passerine and shorebird densities were higher at reference sites in the early or mid-season and lower at reference sites in the late season. Additionally, birds on rehabilitation sites were primarily observed foraging and resting, while behavior observed on paired reference sites was more diverse and included courtship displays, nesting, and aggression. Further, rehabilitation sites supported significantly fewer nests and fewer species than recorded at reference sites. Our findings suggest that sites 3 to 10 years post rehabilitation do not provide bird habitat comparable to nearby reference sites and, by extension, do not provide shorebird and passerine habitat comparable to that found prior to development. However, rehabilitation sites appear to provide adequate habitat for waterfowl and are important to shorebirds and passerines as foraging areas. Continued monitoring will be needed to establish the long-term suitability of rehabilitation sites, compared to reference sites, as breeding habitat for birds.Dans l’Arctique, la réponse des oiseaux nicheurs à la remise en valeur de l’habitat après des perturbations d’origine anthropique a été peu étudiée. Le North Slope de l’Alaska est un lieu de reproduction important pour de nombreuses populations d’oiseaux migrateurs. Des champs pétroliers d’envergure y ont également été aménagés depuis la fin des années 1960. Les incidences les plus évidentes du développement industriel sur les oiseaux nicheurs sont la fragmentation et la perte directe d’habitat découlant de la construction d’infrastructures ainsi que l’augmentation du bruit mécanique, de la circulation de véhicules et d’autres formes de perturbations anthropiques. En raison des exigences de l’État et de l’administration fédérale, des efforts ont été déployés pour remettre en valeur les zones abandonnées des champs pétroliers. Nous avons comparé l’utilisation par les oiseaux des lieux remis en valeur à des lieux de référence jumelés des environs. Les densités d’oiseaux de rivage et de passereaux variaient dans les lieux remis en valeur et les lieux de référence, mais ce n’était pas le cas des densités de la sauvagine. Plus précisément, les densités de passereaux et d’oiseaux de rivage étaient plus élevées aux lieux de référence en début ou en milieu de saison, et moins élevées aux lieux de référence en fin de saison. De plus, les oiseaux de lieux remis en valeur ont surtout été vus en train de se nourrir ou de se reposer, tandis qu’aux lieux de référence, leurs comportements étaient plus variés et comprenaient des comportements de parade nuptiale, de nidification et d’agression. Par ailleurs, les lieux remis en valeur abritaient un beaucoup moins grand nombre de nids et moins d’espèces que les lieux de référence. Selon nos constatations, de trois à dix ans après les travaux de remise en valeur, ces lieux ne présentent pas, pour les oiseaux, un habitat comparable aux lieux de référence des environs et, par conséquent, ils ne fournissent pas aux passereaux et aux oiseaux de rivage un habitat comparable à celui qui s’y trouvait avant le développement industriel. Toutefois, les lieux remis en valeur semblent présenter un habitat adéquat pour la sauvagine et revêtent de l’importance comme lieux de ravitaillement pour les oiseaux de rivage et les passereaux. Une surveillance continue s’avère nécessaire afin d’établir la convenance à long terme des lieux remis en valeur, comparativement aux lieux de référence, comme habitat de nidification pour les oiseaux

Effects of a Hazing-Light System on Migration and Collision Avoidance of Eiders at an Artificial Oil-Production Island, Arctic Alaska

During migration, Common and King Eiders (Somateria mollissima and S. spectabilis) cross the Beaufort and Chukchi Seas of Arctic Alaska. Because they may become attracted to lights, eiders are susceptible to collision with structures, including offshore oil facilities. We used ornithological radar in 2001 – 04 to characterize the behavior of eiders migrating past Northstar Island, an oil-production island near Prudhoe Bay, Alaska, and to assess the effects of a hazing-light system on migrating eiders. “Eider” radar targets exhibited pulsed, irregular periods of movement; movement rates were higher when sea ice was present, without precipitation, and during tailwinds and crosswinds but were not affected by lights. Velocities (ground speeds) were higher when ice was present and with strong tailwinds. They were lower at night when the lights were on, but higher during the day when the lights were on. Radar targets exhibited little variation in flight behavior as they passed the island; the proportion of non-directional behavior was larger when ice was present, with tailwinds, with weak winds, and near the full moon when it was not visible. Lights had no effect on flight behavior. Birds tended to exhibit more course changes as they approached the island, greater angular changes when they changed course, and larger net increases in passing distance as a result of those course changes when the lights were on; however, none of these differences were statistically significant. Overall, the hazing lights at Northstar did not disrupt the birds’ migratory movements but resulted in increased avoidance of the island.En période de migration, l’eider à duvet et l’eider à tête grise (Somateria mollissima et S. spectabilis) survolent la mer de Beaufort et la mer des Tchouktches dans l’Alaska de l’Arctique. Comme ils sont attirés par les lumières, les eiders risquent d’entrer en collision avec des structures, y compris les installations pétrolières au large. De 2001 à 2004, nous avons utilisé un radar ornithologique pour caractériser le comportement des eiders qui migrent au-delà de l’île Northstar, une île de production pétrolière près de Prudhoe Bay, en Alaska, et pour évaluer les effets d’un système d’éclairage de dispersion sur les eiders en migration. Les « eiders » ciblés par le radar présentaient des périodes de mouvement pulsées et irrégulières; les taux de mouvement étaient plus importants en présence de glace marine, en l’absence de précipitation et en présence de vent arrière et de vent latéral, mais n’étaient pas touchés par les lumières. Les vélocités (vitesses au sol) étaient plus élevées en présence de glace et de forts vents arrière. Elles étaient plus basses la nuit lorsque les lumières étaient allumées, mais plus élevées le jour lorsque les lumières étaient allumées. Nous avons observé peu de variation quant au comportement de vol des cibles atteintes par le radar pendant qu’elles survolaient l’île; la proportion de comportements de vol non directionnels était plus importante en présence de glace, de vent arrière, de vent faible et lorsque la pleine lune n’était pas visible. Les lumières n’ont pas eu d’impact sur le comportement de vol. Lorsque les lumières étaient allumées, les oiseaux avaient tendance à changer de direction plus souvent durant leur vol à l’approche de l’île et à effectuer de plus grandes variations angulaires lorsqu’ils changeaient de direction, puis présentaient une nette augmentation de la distance de passage à la suite de ces changements de direction. Toutefois, aucune de ces différences n’était statistiquement importante. En général, les lumières de dispersion de l’île Northstar n’ont pas nui aux mouvements migratoires des oiseaux, mais ces derniers ont davantage évité de voler près de l’île

Changes in Fish Catch Rates in the Presence of Air Gun Sounds in Prudhoe Bay, Alaska

Air guns used in oil industry seismic surveys have the capacity to change fish catch rates, but no previous work has demonstrated this effect in shallow water or in Arctic oilfields. Long-term monitoring of fish catches using four fyke nets allowed assessment of changes in catch rates during a 2014 seismic survey in Prudhoe Bay, Alaska. Fyke net locations were instrumented with both conventional hydrophones and vector sensors. Catch rates were generally within the range of those found in 27 previous sampling seasons. The effect of air guns on eight species was assessed using a modified Before-After/Control-Impact analysis, with historical data and 2014 data as the Before-After components of the analysis and days without and with air gun activity as the Control-Impact components. Results showed significant changes associated with air guns in catch rates at one or more nets at p < 0.1 for all eight species and at p < 0.05 for seven of the eight. Changes included both increased and decreased catch rates, perhaps reflecting displacement of fish in response to air gun sounds throughout the study area. Measured sound pressure levels associated with air gun pulses were low and usually undetectable close to the fyke nets, reflecting the loss of low frequencies in shallow water (~1.5 m). Attempts to measure particle velocities failed when wind-driven surface waves overwhelmed vector sensors. However, fish responses may have been related to changes in particle motion associated with air gun sounds.Les armes à air comprimé dont on se sert pour faire les levés sismiques dans l’industrie pétrolière ont la capacité de changer le taux de capture des poissons, mais aucune étude n’a jamais démontré l’effet de ces armes dans les eaux peu profondes ou dans les champs pétrolifères de l’Arctique. La surveillance à long terme des prises de poissons à l’aide de quatre verveux a permis d’évaluer les changements en matière de taux de prises pendant un levé sismique qui a eu lieu à Prudhoe Bay, Alaska, en 2014. Les emplacements de verveux ont été munis d’hydrophones classiques et de capteurs de vecteur. De manière générale, les taux de prises coïncidaient avec la gamme répertoriée au cours des 27 saisons d’échantillonnage précédentes. L’effet des armes à air comprimé sur huit espèces a été évalué au moyen d’une analyse modifiée avant-après/contrôle-impact, les données historiques et les données de 2014 représentant les composantes avant-après de l’analyse, puis les jours avec et les jours sans activité d’armes à air comprimé représentant les composantes contrôle-impact de l’analyse. Les résultats ont permis de constater d’importants changements liés à l’emploi d’armes à air comprimé pour ce qui est des taux de prises à un ou plusieurs verveux, à p < 0,1 pour les huit espèces, et à p < 0,05 pour sept des huit espèces. Les changements se sont caractérisés à la fois par des taux de prises plus élevés et moins élevés, ce qui reflétait peut-être le déplacement des poissons en raison du son des armes à air comprimé dans la zone visée par l’étude. Les niveaux de pression sonore mesurés en lien avec les impulsions d’armes à air comprimé étaient faibles et habituellement indétectables à proximité des verveux, signe de la perte des ondes kilométriques dans l’eau peu profonde (~1,5 m). Les tentatives de mesure des vitesses acoustiques des particules ont échoué lorsque les ondes de surface poussées par le vent submergeaient les capteurs de vecteur. Toutefois, la réaction des poissons aurait pu être liée aux changements sur le plan du mouvement des particules découlant du son des armes à air comprimé

The Use of the Iñupiaq Technique of Tundra Sodding to Rehabilitate Wetlands in Northern Alaska + Supplementary Appendix Tables (See Article Tools)

Tundra sodding, a new technique available to rehabilitate disturbed wetlands in the Arctic, is based on Iñupiaq traditional knowledge. C. Hopson, an Iñupiaq elder from Barrow and author of this paper, guided the development and field application of this new technique by providing traditional knowledge he learned as a youth from his elders. Tundra sodding has several advantages over other land rehabilitation techniques, the most important being that it can establish a mature plant community of indigenous species in a single growing season. In all sampling years, the plant communities at sodded sites were dominated by two rhizomatous graminoids, Eriophorum angustifolium and Carex aquatilis. These sedges also were dominant in all years in reference tundra. Also common to the plant communities in both reference tundra and sodded sites were 18 other vascular species (grasses, evergreen and deciduous shrubs, and forbs). Results from two to five growing seasons indicate that tundra sod can reduce the overall subsidence due to thawing of shallow permafrost. We harvested sod on three occasions from an area slated for gravel mining. In the summers of 2007 and 2008, we transplanted 334 m2 of tundra sod to portions of three sites to test the feasibility of the method. In summer 2010, we used the experience gained from that work to rehabilitate an entire site (1114 m2). This tundra sodding technique is labor intensive and costly compared to other rehabilitation techniques, but it offers advantages that justify its use when rapid rehabilitation of a disturbed site is needed.L’engazonnement de la toundra, nouvelle technique qui permet de remettre en état les zones humides perturbées de l’Arctique, s’appuie sur les connaissances traditionnelles Iñupiaq. C. Hopson, aîné Iñupiaq de Barrow et auteur de cet article, a guidé la mise au point et l’application sur le terrain de cette nouvelle technique en faisant part des connaissances traditionnelles qu’il a acquises de ses aînés alors qu’il était jeune. Comparativement à d’autres techniques de réhabilitation, l’engazonnement de la toundra comporte plusieurs avantages, le plus important étant l’établissement d’une communauté végétale mûre d’espèces indigènes au cours d’une seule saison de croissance. Pendant toutes les années d’échantillonnage, les communautés végétales des sites engazonnés étaient dominées par deux plantes graminoïdes rhizomateuses, Eriophorum angustifolium et Carex aquatilis. Les laîches étaient également dominantes au cours de toutes les années de la toundra de référence. Par ailleurs, 18 autres espèces vasculaires (poacées, plantes sempervirentes, arbustes caducs et plantes herbacées non graminoïdes) se retrouvaient couramment au sein des communautés végétales de la toundra de référence et des sites engazonnés. Les résultats de deux à cinq saisons de croissance indiquent que l’engazonnement de la toundra peut réduire l’affaissement général en raison du dégel du pergélisol peu profond. Nous avons récolté de la toundra à trois occasions dans un secteur destiné à être transformé en gravière. Au cours des étés 2007 et 2008, nous avons transplanté 334 m2 de toundra dans certaines parties de trois sites afin de mettre cette méthode à l’épreuve. Puis à l’été 2010, nous nous sommes appuyés sur l’expérience tirée de ces travaux pour réhabiliter un site au grand complet (1 114 m2). La technique de l’engazonnement de la toundra exige beaucoup de main-d’oeuvre et coûte cher comparativement aux autres techniques de réhabilitation, mais elle présente des avantages qui permettent de justifier le recours à cette technique lorsque le rétablissement rapide d’un site perturbé s’impose

Assessment of Effects of an Oil Pipeline on Caribou, <em>Rangifer tarandus granti</em>, Use of Riparian Habitats in Arctic Alaska, 2001-2003

Elevated oil field pipelines may alter Caribou (Rangifer tarandus granti) movements and delay or prevent access to insect relief habitat. In an attempt to determine if the 40-km elevated Badami pipeline in northern Alaska changed Caribou use of riparian habitats at the three river crossings where the pipeline is buried, we quantified Caribou habitat use at all three crossings using time-lapse video cameras and aerial distribution surveys over three summers. We compared habitat use, behavior and duration of observations among pipeline and non-pipeline sites. We used a block experimental design with cameras at four sites at the three river crossings to evaluate differences in numbers of Caribou per day at pipeline and non-pipeline sites. At each crossing, four cameras were positioned, with one pair of cameras next to the pipeline (pipeline sites) and one pair of cameras 1.8-3.2 km upstream from the pipeline (non-pipeline sites); where cameras monitored the river bank and channel (river habitat) and the tundra within about 200 m of the river (tundra habitat). Peak numbers of Caribou per day occurred during early July 2003 and mid-July 2001 and 2002. Large numbers of Caribou recorded north of the pipeline during aerial surveys did not usually correspond with increased number per day recorded by cameras suggesting Caribou probably also crossed the pipeline outside of the riparian areas. We assessed local changes in riparian habitat use by comparing the numbers of Caribou per day in river and tundra habitats at pipeline and non-pipeline sites and found no difference. We assessed regional changes in riparian habitat use by comparing numbers of Caribou per day at pipeline sites and at non-pipeline sites and found no difference. Caribou groups spent an average of 1 minute longer at tundra pipeline sites and groups spent 30 seconds longer feeding and trotting at pipeline sites, but these differences were not significant