Post-glacial diatom-inferred aquatic changes in Sicamous Creek Lake, British Columbia, Canada Changements aquatiques post-glaciaires déduits des diatomées du lac Sicamous Creek, Colombie-Britannique, Canada

Abstract

Diatom analyses of sediments from a high elevation lake situated in an Engelmann Spruce - Subalpine Fir (ESSF) forest of south-central British Columbia, Canada, reveal long-term climate and water chemistry change. During the transition from the late-glacial / Pleistocene to the xerothermic early Holocene, small, benthic Fragilaria diatoms species that grew under low light conditions in Sicamous Creek Lake gave way to planktonic Cyclotella species that require open-water conditions. Warm temperatures in the mesothermic Holocene are indicated by smaller Cyclotella species and large, benthic pennate diatoms. Diatom communities reflected Neoglacial cooling in the late Holocene, with abundant Nitzschia fonticola and Achnanthes minutissima. Small, benthic Fragilaria regained abundance, suggesting cooling and conditions similar to the late-glacial interval. Diatom community composition responded to the deposition of the Mt. Mazama and Mt. St. Helens tephras, though the Mazama eruption caused greater change in relative abundance of various taxa within the assemblage. Correspondence analysis shows distinct communities have occurred since the initiation of sedimentation, likely due to climate controlled landscape and vegetation changes; diatom-inferred pH values using various models and training sets show limited acidification change occurred through the lake’s history.

Keywords:

• ESSF,
• diatom,
• transfer function,
• Holocene,
• climate change,
• correspondence analysis

Résumé

Les analyses de diatomées fossiles préservées dans les sédiments du lac Sicamous Creek en haute altitude, situé dans la partie centrale-sud de la Colombie-Britannique, Canada, révèlent des changements du climat et de la chimie de l'eau dans une forêt composée principalement d’épinette d’Engelmann et de sapin subalpin. Au passage du Tardiglaciaire  / Pléistocène à l’Holocène supérieur xérothermique, les petites espèces benthiques du genre Fragilaria qui dominaient dans le lac Sicamous Creek sous des conditions de faible lumière ont été remplacées par des espèces planctoniques du genre Cyclotella qui sont favorisées par des conditions d'eau ouverte. Les températures élevées durant l’Holocène mésothermique sont caractérisées par des espèces de Cyclotella de petite taille et par des diatomées pennées benthiques de grande dimension. Le refroidissement dû à la néoglaciation durant l’Holocène inférieur est reflété par l’abondance de Nitzschia fonticola et Achnanthes minutissima dans les communautés de diatomées. Les petites diatomées benthiques du genre Fragilaria regagnaient en abondance, suggérant des conditions froides semblables à celles observées durant le Tardiglaciaire. La composition de la communauté des diatomées a changé en réponse aux retombées aériennes de téphra en provenance des monts Mazama et St. Helens, bien que l'éruption du mont Mazama ait provoqué un plus grand changement dans l’assemblage. L'analyse de correspondances démontre l’apparition des communautés distinctes depuis le début de la sédimentation probablement en raison des changements du paysage et de la végétation qui étaient contrôlés par le climat. Des valeurs de pH déduites des diatomées, utilisées dans différents modèles statistiques et avec diverses séries de calibration, indiquent une acidification limitée au cours de l'histoire du lac.

Mots-clés :

• Diatomées,
• fonction de transfert,
• Holocène,
• changements climatiques,
• l'analyse de correspondances