Al-Pac Catchment Experiment (ACE)

Abstract

The Al-Pac Catchment Experiment (ACE) was initiated in 2005 to examine the influence of aspen harvest and linear disturbances on water and energy movement in Boreal Plain (BP) ecosystems. A paired, pre-and post-harvest experiment in aspen-dominated stands was conducted on two meso-scale (10-20 km 2 ) stream catchments with a range of surficial geology and low relief. Comparing flow two years pre-harvest and three years post-harvest indicated no observable differences in low and high flow discharge or geochemistry concentrations between reference and harvested catchment outflows. Reduced evapotranspiration in harvested relative to references catchments was short lived. Soil and groundwater storage buffered the impacts of harvesting on catchment stream flow and large time lags of up to four years were observed in initial response. Due to the low relief, deep and variable surficial geology and storage potential interacting with seasonal and decadal wet and dry patterns, measures of changes in (and indices of) soil moisture or groundwater recharge and storage are more meaningful than stream flow in assessing hydrologic recovery following harvesting. This study has been incorporated into hydrogeological framework to develop effective planning tools that can be used to maximize harvesting and hauling efficiencies. RÉSUMÉLe bassin versant expérimental d' Al-Pac (ACE) a été créé en 2005 avec pour objectif d' étudier l'influence de la récolte du peuplier et des perturbations linéaires sur les mouvements de l' eau et de l' énergie dans les écosystèmes de la plaine boréale (BP). Nous avons effectué des essais jumelés, avant et après récolte, dans des peuplements à dominance de peuplier situés dans des bassins versants d' étendue moyenne (10-20 km 2 ) présentant une variété de dépôts de surface et un relief peu accidenté. La comparaison de l' écoulement enregistré les deux années avant la récolte avec celui des trois années après la récolte n'a pas révélé de différence notable dans les débits de faible et de haut niveau ni dans la concentration des éléments géochimiques entre le bassin versant de référence et celui qui avait été exploité. La baisse de l' évapotranspiration dans les bassins exploités par rapport aux témoins n'a été que de courte durée. Les réserves du sol et souterraines ont tamponné les effets de la récolte sur le débit des bassins versants, et on a pu observer des temps de réponse importants allant jusqu'à quatre ans avant d' en ressentir les premiers effets. En raison du relief peu accidenté, de dépôts de surface profonds et variables, et du potentiel de stockage qui interagissent avec les alternances de périodes humides et sèches saisonnières et décennales, il appert que la mesure des changements au niveau (et de ses indices) de l'humidité du sol ou de la recharge et de la réserve d' eau souterraine donne une représentation plus fiable du rétablissement hydrologique après récolte que la mesure du débit des cours d' eau. Les résultats de cette étude ont été intégrés dans un cadre hydrogéologique p...

Runoff Threshold Responses in Continental Boreal Catchments: Nexus of Subhumid Climate, Low‐Relief, Surficial Geology, and Land Cover

“…The observed relationship with 2YrCDMP is largely empirical but appears to represent an effective measure, albeit a coarse average, for determining antecedent moisture state for catchments in the BP. Application of 2YrCDMP or another cumulative climate index can aid in directing the timing of resource extraction activities to mitigate land use impacts on streams (Donnelly et al., 2016; Spafford & Devito, 2005), assessing long‐term river flows for water security (Smerdon et al., 2009) or managing river and floodplain habitat (Peters et al., 2022) on the BP.…”