Changes in migratory fish communities and their health, hydrology, and water chemistry in rivers of the Athabasca oil sands region: a review of historical and current data

The long-lived migratory fish in the lower Athabasca region (including the Athabasca oil sands region) are valued ecosystem components and good bio-indicators of changes in habitat condition, water quality and quantity over the entire stream network. Changes in this region may have been caused by a variety of human activities including oil sands development, forestry, urban development, and recreational activities. We reviewed existing data to examine whether community composition and health of migratory fish (such as northern pike, walleye, and suckers) in the lower Athabasca region have changed over the past 40 years and whether these could be explained by changes in hydrology or water chemistry. Declines of 53%-100% in the abundance of three migratory fish species were detected in the Muskeg watershed (15% land change). Significant changes in fish health were detected. The largest decreases in body condition of fish in the region occurred in the late 1990s and coincided with elevated levels of fin erosion, the most frequently occurring external abnormality, and with extreme discharge conditions. Fish habitat can be affected by both increases and decreases in discharge, and the most pronounced changes were increases in some watersheds of up to 20% of average discharge post-development. In contrast, decreases in discharge post-development in the Muskeg and Steepbank rivers correlated with a decrease in precipitation. Our results show that climatic events and landscape features such as wetlands are important for understanding changes in the system. Further research is needed to examine potential ecological consequences of the observed changes in hydrology for fish and to explore what caused the changes in migratory fish communities and fish health. This will require a better understanding of the trophic structure of the system and a better monitoring program for migratory fish. Key words: biodiversity decline, land use changes, cumulative effects, long-term monitoring protocol, climate change, network scale, Alberta, Athabasca River. Les poissons migrateurs a longue duree de vie dans la region inferieure de l'Athabasca (incluant la region des sables bitumineux de l'Athabasca) constituent des ecosystemes de valeur et de bons bio-indicateurs des changements des conditions d'habitat, soit la qualite et la quantite de l'eau sur l'ensemble du reseau de rivieres. Les changements survenus dans cette region ont pu etre causes par une variete d'activites humaines incluant le developpement des sables bitumineux, la foresterie, le developpement urbain et les activites de recreation. Les auteurs ont passe en revue les donnees existantes pour examiner si la composition de la communaute et la sante des poissons migrateurs (p. ex. brochet du nord, dore, meunier) dans la region inferieure de l'Athabasca ont change au cours des 40 dernieres annees et si elles peuvent s'expliquer par des changements de l'hydrologie et de la chimie de l'eau. On a observe des declins de 53 a 100% dans l'abondance de ces trois especes de poissons migrateurs dans le bassin du Muskeg (15% de changement du territoire). On a egalement detecte des changements significatifs dans la sante des poissons. Les plus importantes deteriorations des conditions corporelles des poissons de la region sont survenues a la fin des annees 90 et coincident avec des degres eleves d'erosion des nageoires, l'anormalite externe survenant le plus frequemment, ainsi qu'avec des conditions extremes de decharge. L'habitat des poissons peut etre affecte aussi bien par des augmentations que des diminutions de decharge et les changements les plus marques augmentent dans certains bassins avec des decharges moyennes apres developpement de 20%. A l'oppose, les diminutions des decharges apres developpement dans le Muskeg et les rivieres encavees montrent une correlation avec une diminution des precipitations. Les resultats obtenus par les auteurs montrent que les evenements climatiques et les caracteristiques du paysage, comme les terres humides, sont d'importance pour comprendre les changements dans le systeme. Il faut plus de recherche pour examiner les consequences ecologiques potentielles des changements observes dans l'hydrologie sur les poissons et pour explorer ce qui a cause les changements dans les communautes des poissons migrateurs ainsi que leur mortalite. Ceci necessitera une meilleure comprehension de la structure trophique du systeme et un meilleur programme de suivi pour les poissons migrateurs. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : declin de la biodiversite, changement d'utilisation des terres, protocole de suivi a long terme, changement climatique, echelle du reseau, Alberta, Riviere Athabasca.
Introduction The lower Athabasca River region in northern Alberta is the focus of oil sands development (Fig. 1). This river and its associated tributaries and delta support a rich assemblage [...]