Using Video to Evaluate Depth and Velocity Selection by Arctic Grayling (Thymallus arcticus) in Pools of an Engineered Tundra Stream

• Published in: ARCTIC
• Main Authors: Kupferschmidt, Cody, Noddin, Fred, Zhu, David Z., Tonn, William M.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: The Arctic Institute of North America 2019
• Subjects: Arctic grayling; habitat selection; ecohydraulics; video monitoring; natural channel design; Thymallus arcticus; ombre de l’arctique; sélection de l’habitat; écohydraulique; surveillance vidéo; conception de canal naturel; Arctic; Manger; Arctique*; Tundra
• Online Access: https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/68171

We evaluated pool use by Arctic grayling (Thymallus arcticus) in an engineered stream in the Canadian Barrenlands at the summer background flow (1.0 l/s) and at enhanced flows (9.9 l/s and 21.9 l/s) similar to those during the spring spawning period. We used an acoustic Doppler velocimeter to measure and map out point velocities (horizontal and vertical) in five study pools. The positions of adult Arctic grayling were monitored for each flow condition using visual surveys and a novel video assessment technique. Although fish mobility limited pool selection at the summer background flow, the highest use of pools by fish during enhanced flows occurred where pool designs incorporated scour holes or downstream sills to provide larger amounts of relatively deep water. Within those pools, grayling selected for locations with depths between 0.20 m and 0.30 m and near-zero vertical velocities (−0.02 m/s to 0.04 m/s). Fish selected near-zero horizontal velocities(0.00 m/s to 0.04 m/s) for resting and higher velocities (0.12 m/s to 0.20 m/s) for feeding. In contrast, grayling tended to show local avoidance of areas with horizontal velocities above 0.2 m/s or vertical velocities above 0.04 m/s. Although findings are likely site specific, our study contributes towards the development of size, depth, and velocity criteria for Arctic grayling habitat; this information can promote effective designs for habitat compensation and fish passage projects. We also present a novel video monitoring method that can be easily deployed at remote locations. Nous avons évalué l’utilisation de bassins par l’ombre arctique (Thymallus arcticus) dans un cours d’eau artificiel aménagé dans la lande canadienne au débit de base estival (1,0 l/s) et à des débits accrus (9,9 l/s et 21,9 l/s) semblables à ceux qui existent pendant la période de frai du printemps. Nous avons employé un courantomètre acoustique Doppler pour mesurer et tracer les vitesses ponctuelles (horizontales et verticales) de cinq bassins à l’étude. Les positions des ombres arctiques adultes ont été surveillées pour chaque débit à l’aide de contrôles visuels et d’une nouvelle technique d’évaluation par vidéo. Bien que la mobilité des poissons ait eu pour effet de limiter la sélection du bassin dans le cas du débit de base estival, la plus grande utilisation des bassins par les poissons en présence de débits accrus a été remarquée dans les bassins dont la conception comprenait des fosses d’affouillement ou des seuils aval présentant de plus grandes quantités d’eau relativement profonde. Dans ces bassins, les ombres arctiques ont sélectionné des emplacements ayant des profondeurs variant de 0,20 m à 0,30 m et des vitesses verticales proches de zéro (de 0,02 m/s à 0,04 m/s). Les poissons optaient pour des vitesses horizontales proches de zéro (de 0,00 m/s à 0,04 m/s) pour se reposer et pour des vitesses accrues (de 0,12 m/s à 0,20 m/s) pour manger. En revanche, l’ombre avait tendance à éviter localement les zones aux vitesses horizontales supérieures à 0,2 m/s ou aux vitesses verticales supérieures à 0,04 m/s. Même si ces constatations sont probablement spécifiques à ce site, notre étude contribue à la formulation de critères pour la taille, la profondeur et la vitesse de l’habitat de l’ombre arctique. Ces renseignements peuvent favoriser la conception efficace de projets de compensation d’habitats et de passages pour poissons. Nous présentons également une nouvelle méthode de surveillance vidéo qui peut être facilement déployée dans des endroits éloignés.