Contributions to the Science of Environmental Impact Assessment: Three Papers on the Arctic Cisco (Coregonus autumnalis) of Northern Alaska

Editor's Introduction -- D. W. Norton; An Assessment of the Colville River Delta Stock of Arctic Cisco--Migrants from Canada? -- B. J. Gallaway, W. B. Griffiths, P. C. Craig, W. J. Gazey, and J. W. Helmericks; Temperature Preference of Juvenile Arctic Cisco (Coregonus autumnalis) From the Alaskan Beaufort Sea -- R. G. Fechhelm, W. H. Neill, and B. J. Gallaway; Modeling Movements and Distribution of Arctic Cisco (Coregonus autumnalis) Relative to Temperature-Salinity Regimes of the Beaufort Sea Near the Waterflood Causeway, Prudhoe Bay, Alaska. -- W. H. Neill, R. G. Fechhelm, B. J. Gallaway, J. D. Bryan, and S. W. Anderson; Notice to Author

The Effect of New Breaching in a Prudhoe Bay Causeway on the Coastal Distribution of Humpback Whitefish

West Dock is a solid-gravel petroleum production causeway 4.3 km long that was constructed along the Beaufort Sea coast near Prudhoe Bay, Alaska, in the late 1970s. In the winter of 1995-96, a breach 200 m wide was constructed 1 km from the base of the causeway. Fish monitoring studies conducted during the summers of 1996 and 1997 indicated that the catch of adult (>= 200 mm fork length) humpback whitefish (Coregonus pidschian) had increased significantly east of West Dock relative to levels observed in the 11 previous years. Data suggest that humpback whitefish dispersing eastward along the coast from their overwintering grounds in the Colville River had been blocked from moving east of West Dock and that construction of the breach has allowed these fish to extend their summer foraging range farther to the east.West Dock est un pont-jetée de 4,3 km de long, construit avec du gravier, en structure pleine. Il a été édifié le long du rivage de la mer de Beaufort, près de Prudhoe Bay en Alaska, à la fin des années 70, en vue de la production pétrolière. Durant l'hiver de 1995-1996, une brèche de 200 m a été ouverte à 1 km du point d'attache du pont-jetée. Des travaux de surveillance du poisson menés durant les étés de 1996 et 1997 ont révélé que les prises de cisco à bosse (Coregonus pidschian) adulte (>= 200 mm de longueur à la fourche) avaient augmenté de façon notable à l'est de West Dock par rapport aux niveaux relevés au cours des 11 années précédentes. Les données suggèrent que le cisco à bosse, qui longe la côte en direction de l'est depuis son aire d'hivernage dans la rivière Colville, avait la route bloquée pour aller à l'est de West Dock et que la construction de la brèche lui avait permis d'étendre plus à l'est son aire estivale d'alimentation

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

Prudhoe Bay Causeways and the Summer Coastal Movements of Arctic Cisco and Least Cisco

Catch-per-unit-effort and mark-recapture data collected by fyke net during the summers of 1985-93 near Prudhoe Bay, Alaska, were analyzed to determine whether two oil industry causeways constructed perpendicular to the Beaufort Sea coast, West Dock and the Endicott Causeway, affected the feeding and migratory patterns of least cisco (Coregonus sardinella) and arctic cisco (C. autumnalis). During two of the four years in which juvenile least cisco were abundant in the study area, catch rates were significantly lower (P<=0.0005) east of West Dock, which suggested that small fish traveling eastward along the coast failed to bypass the causeway. Hydrographic conditions were generally consistent with the hypothesis that causeway-induced upwellings of saline marine water immediately west of West Dock may affect alongshore movement. No such disparities in catch were observed at the Endicott Causeway. We studied rates of return for subadult and adult (>=250 mm) arctic cisco and least cisco tagged in the Prudhoe Bay area and recovered in a commercial fishery that operates in the Colville River, Alaska. The expected rate of return was compared with actual rates of return over five years (for least cisco) and six years (for arctic cisco). Rates of return were based upon three areas of release: east of the easternmost causeway, west of the westmost causeway, and between the two causeways. For both species, across the regions and all year, there was no significant difference (p=0.25 for least cisco; p=0.30 for arctic cisco) between the expected and actual rates of tag returns. The contrasting effects of the two causeways are discussed in terms of their design and location.Les données de prises par unité d'effort et de marquage-recapture, recueillies par des verveux au cours des étés de 1985 à 1993 près de Prudhoe Bay en Alaska, ont été analysées afin de déterminer si deux ponts-jetées construits pour l'industrie pétrolière perpendiculairement au rivage de la mer de Beaufort (le pont-jetée West Dock et le pont-jetée Endicott) affectaient les schémas de nutrition et de migration du cisco sardinelle (Coregonus sardinella) et du cisco arctique (C. autumnalis). Durant deux des quatre années au cours desquelles le cisco sardinelle juvénile était abondant dans la zone de l'étude, les taux de prises étaient sensiblement inférieurs (p <= 0,0005) à l'est du West Dock, ce qui suggérait que les poissons de petite taille se dirigeant vers l'est le long de la côte ne réussissaient pas à contourner le pont-jetée. En général, les conditions hydrographiques concordaient avec l'hypothèse que les remontées d'eau marine salée provoquées par le pont-jetée juste à l'ouest du West Dock peuvent affecter le mouvement le long du rivage. On n'a observé aucun écart de ce genre dans les prises au pont-jetée Endicott. On a étudié les taux de retour pour les jeunes adultes et les adultes (>= 250 mm) du cisco arctique et du cisco sardinelle, marqués dans la région de la baie de Prudhoe et recapturés dans une pêcherie commerciale en exploitation sur la rivière Colville en Alaska. On a comparé le taux de retour escompté aux taux de retour réels sur cinq ans (pour le cisco sardinelle) et sur six ans (pour le cisco arctique). Les taux de retour s'appuyaient sur trois zones de remise à l'eau: à l'est du pont-jetée le plus oriental, à l'ouest du plus occidental et entre les deux. En tenant compte des trois emplacements et de toutes les années, il n'y avait pas de différence marquante pour les deux espèces (p = 0,25 pour le cisco sardinelle; p = 0,30 pour le cisco arctique) entre les taux de retour prévus et les taux réels des individus marqués. On discute les effets opposés des deux ponts-jetées en considérant leur design et leur emplacement

Opportunistic Sampling at a Deep-water Synthetic Drilling Fluid Discharge Site in the Gulf of Mexico

Two opportunistic benthic surveys were conducted at an offshore semisubmersible oil drilling rig located in 565 m of water on the continental slope of the Gulf of Mexico to determine the extent of synthetic-based drilling fluid (Petrofree LE) concentrations in surrounding sediments and the composition of the associated macrofauna and megafauna communities. Sediment concentrations of Petrofree LE ranged from 89 to 198,320 μg/g in surficial sediments (0-2 cm) and from 4 to 85,821 mg/g in the 2-5 cm stratum. The highest Petrofree LE concentrations were located 50-75 m northeast of the discharge site, a phenomenon that may have been related to surface and midwater currents in the vicinity of the rig. Although no direct quantitative measures of in situ degradation are available, high concentrations of Petrofree LE relative to discharge periodicity suggest lower than anticipated rates at this deep-water site. Between July 1997 and March 1998, the densities of polychaetes and gastropods increased sharply in the study area. In March, polychaete (primarily dorvilleids) density, gastropod density, and Petrofree concentrations were all significantly higher northeast of the drill site compared with southwest. Polychaete and gastropod densities northeast of the drill site were roughly 3,600 and 3,000 times higher than those reported in eastern and western areas of the northern Gulf of Mexico at similar depths, respectively

Abundance of Selected Fish Species in Relation to Temperature and Salinity Patterns in the Sagavanirktok Delta, Alaska, Following Construction of the Endicott Causeway

Hydrography data from 1985 to 1993 in the vicinity of the Endicott Causeway near Prudhoe Bay, Alaska, were analyzed to determine if the trend in yearly post-causeway construction temperature and salinity was toward colder and more saline conditions. No significant (P<=0.05) relationship was found for temperature; however, salinity levels significantly decreased with time following construction. Intra-year variations in hydrographic conditions appeared to be due to coast-wide meteorological and oceanographic events rather than causeway-induced. We analyzed abundance indices, as log e, transformed catch-per-unit-effort (CPUE), of four marine species (arctic cod, Boreogadus saida; fourhorn sculpin, Myoxocephalus quadricornis; arctic flounder, Pleuronectes glacialis; saffron cod, Eleginus gracilis); two freshwater species (round whitefish, Prosopium cylindraceum; arctic grayling, Thymallus arcticus); and the anadromous rainbow smelt, Osmerus mordax, to determine whether there were increases in the abundance of marine species and declines in anadromous and freshwater species. We developed the "best-fit" regression models, based on the criterion of maximized regression F-ratio (i.e., minimized regression p-values), using year, temperature, salinity, and all possible interactions. Results suggested that all species exhibited changes in abundance levels over the period of record. In particular, arctic flounder and rainbow smelt both showed sharp increases in abundance five years after construction. For all species, the observed changes in abundance levels appears to be due to naturally occurring events in the species life history or changes in coast-wide meteorological conditions rather than to causeway-induced alterations in local hydrographic conditions.On a analysé les données hydrographiques obtenues de 1985 à 1993 dans le voisinage immédiat du pont-jetée Endicott situé près de Prudhoe Bay en Alaska, en vue de déterminer si, après la construction du pont, la température annuelle avait tendance à être plus froide et l'eau plus saline. On n'a trouvé aucun rapport significatif (p <= 0,05) pour la température. Le niveau de salinité, par contre, a considérablement baissé à mesure que le temps passait après la construction. Les variations intra-annuelles dans les conditions hydrographiques semblaient être dues à des phénomènes météorologiques et océanographiques affectant le littoral tout entier plutôt qu'au pont-jetée lui-même. On a analysé les indices d'abondance, exprimés en log\dn4 e des prises par unité d'effort (PPUE) de quatre espèces marines (morue arctique, Boreogadus saida; chaboisseau à quatre cornes, Myoxocephalus quadricornis; plie arctique, Pleuronectes glacialis; navaga jaune, Eleginus gracilis); deux espèces d'eau douce (ménomini rond, Prosopium cylindraceum, et ombre arctique, Thymallus arcticus); ainsi qu'une espèce anadrome (éperlan arc-en-ciel, Osmerus mordax), afin de déterminer s'il y avait une augmentation dans l'abondance des espèces marines et une diminution dans les espèces anadromes et d'eau douce. On a développé des modèles de régression de meilleur ajustement, fondés sur le critère de maximisation du F de régression (c.-à-d. minimum des valeurs p de régression), en utilisant l'année, la température, la salinité et toutes les interactions possibles. Les résultats suggéraient que toutes les espèces montraient des changements dans les niveaux d'abondance durant la période de relevés. La plie arctique et l'éperlan arc-en-ciel en particulier affichaient tous deux un accroissement très net dans leur abondance cinq ans après la construction. Pour toutes les espèces, les changements observés dans les niveaux d'abondance semblent être dûs à des phénomènes qui se produisent naturellement dans le cycle biologique de l'espèce ou à des changements dans les conditions météorologiques affectant le littoral tout entier plutôt qu'à des transformations causées par le pont-jetée dans les conditions hydrographiques locales

Estimating the Hydrographic Effects of Prudhoe Bay Causeway Breaches Using the Before-After Control-Impact (BACI) Analysis

A Before-After Control-Impact (BACI) analysis was used to test the effects of new breaches constructed in two Prudhoe Bay causeways on hydrographic conditions during the open-water summer season. At West Dock, under east wind conditions, significant cross-causeway differentials in salinity and temperature at the surface (1 m depth or less) were observed in all eight pre-breach cases tested. In the years following construction of the breach, there were no significant cross-causeway differentials in seven of those eight cases. At Endicott Causeway, under east wind conditions, significant cross-causeway differentials in surface salinity and temperature were observed in all eight pre-breach cases tested. Significant cross-causeway differentials continued in all eight cases following construction of the new breach. Results suggest that the new breach at West Dock has successfully mitigated cross-causeway hydrographic differentials, and that the new breach at the Endicott Causeway has had no observable effect. The possible reasons for this disparity include different hydrographic dynamics in the vicinity of each causeway.On a procédé à une analyse de contrôle-incidence avant-après pour tester les effets de nouvelles brèches aménagées dans deux ponts-jetées de la baie Prudhoe sur les conditions hydrographiques durant la saison estivale d'eau libre. Au West Dock, par vent d'est, on a observé des écarts notables de part et d'autre du pont-jetée dans la salinité et la température de surface (jusqu'à 1 m de profondeur) dans les huit tests effectués avant l'aménagement de la brèche. Au cours des années suivantes, on n'a relevé aucun écart notable de part et d'autre du pont-jetée dans sept de ces huit cas. Au pont-jetée Endicott, par vent d'est, on a relevé d'importants écarts dans la salinité et la température de surface dans les huit tests datant d'avant la brèche. D'importants écarts de part et d'autre ont continué à se manifester dans les huit cas, après la construction de la nouvelle brèche. Les résultats suggèrent qu'au West Dock, la nouvelle brèche a réussi à atténuer les écarts hydrographiques, et qu'au pont-jetée Endicott, elle n'a pas causé d'effet observable. Parmi les raisons possibles de cette disparité, il faut compter une différence dans la dynamique hydrographique au voisinage de chaque pont-jetée

Predicting body-core temperature in fish subjected to fluctuating ambient temperature

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