DFO Quebec Region Characterization of the Batture-aux-Alouettes kelp bed in 2018-2019

Study Extent

The characterization was carried out on the north shore of the St. Lawrence Upper Estuary, on the Batture-aux-Alouette near the Saguenay Fjord. The study was conducted in two phases. Phase one was conducted from August 21 to 24, 2018. Phase two was conducted from July 15 to 18, 2019 and August 13 to 15, 2019. / La caractérisation a été réalisée sur la rive nord de l’estuaire moyen du Saint-Laurent, sur la Batture-aux-Alouette près du fjord du Saguenay. L’étude s’est réalisé en deux phases. La phase un a été effectué du 21 au 24 août 2018. La phases deux a été effectué du 15 au 18 juillet 2019 et du 13 au 15 août 2019.

Sampling

PHASE 1 (2018) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Identification of dive sites (a priori)-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- A total of 30 sites were identified as potential dive sites prior to the field mission based on aerial images of the Batture-aux-Alouettes acquired in 2016. These sites were selected based on their depth (less than 5 m at low tide) and the presence of dark colored areas on the aerial images that generally indicate the presence of macroalgae. Sites were located on the north (2), east (18) and south (10) sides of the tidal flats, with 300-500 m between adjacent sites. Dives were conducted at 10 of the 18 sites identified on the eastern portion of the flats. Observations of kelp presence (from the surface, without diving) were made in the eastern and southern portions of the tidal flats, at 10 and 23 sites respectively. / Un total de 30 sites ont été identifiés comme sites de plongée potentiels avant la mission de terrain à partir d’images aériennes de la Batture-aux-Alouettes acquises en 2016. Ces sites ont été choisis en fonction de leur profondeur (moins de 5 m à marée basse) et de la présence de zones de couleur foncée sur les images aériennes qui indiquent généralement la présence de macroalgues. Les sites étaient disposés sur les côtés nord (2), est (18) et sud (10) de la batture, avec 300 à 500 m de distance entre sites adjacents. Les plongées se sont déroulées à 10 des 18 sites identifiés sur la portion est de la batture. L’observation de la présence de laminaires (à partir de la surface, sans plongée) a été faite dans les portions est et sud de la batture, à 10 et 23 sites respectivement. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Diving protocol------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Two divers were launched at each of the previously identified sites. The divers placed a quadrat (50 x 50 cm) randomly on the bottom in the kelp bed. A photo of the quadrat was taken before the manipulations. Divers then harvested all kelp with a holdfast anchored within the quadrat area by cutting the stipe at the holdfast and placed them in a collection bag. The depth and time of collection, type of substrate, and presence of macrofauna (e.g. sea urchins, crabs, etc.) were noted. Once the kelp was collected, a photo of the quadrat was taken, and a sample of the macroalgae present (other than kelp) was collected for identification (presence only, no biomass measurement). A second quadrat was made towards the shore at a distance of 20 to 35 m from the first quadrat. Thus, kelp was collected in two quadrats with a distance of about 30 m between them, on the same site. / Deux plongeurs ont été mis à l’eau à chacun des sites identifiés préalablement. Les plongeurs ont placé un quadrat (50 x 50 cm) aléatoirement sur le fond dans le banc de laminaires. Une photo du quadrat a été prise avant les manipulations. Les plongeurs ont ensuite récolté tous les laminaires dont le crampon était ancré à l’intérieur de la zone délimitée par le quadrat en coupant le stipe au niveau du crampon et les ont placés dans un sac de collecte. La profondeur et l’heure de collecte, le type de substrat et la présence de macrofaune (ex. oursins, crabes, etc.) ont été notés. Une fois les laminaires récoltés, une photo du quadrat fut prise, et un échantillon des macroalgues présentes (autres que laminaires) fut récolté pour identification (présence seulement, sans mesure de biomasse). Un deuxième quadrat était effectué en direction de la berge à une distance de 20 à 35 m du premier quadrat. Ainsi, les laminaires ont été récoltés dans deux quadrats avec une distance d’environ 30 m entre eux, sur un même site. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Identification and weighing of the collected kelp---------------------------------------------------------------------------------------- The collected kelp were kept separately for each quadrat and kept submerged until identification. For each quadrat, kelp was identified to species, except for juvenile kelp (<10 cm in size) that could not be identified and were simply put in the "juvenile" category. Only kelp with a stipe was considered for ease of identification and to avoid counting drifting pieces of kelp that were not from the sampled quadrat. The number of individuals per species was counted, as well as the wet weight in grams using a Pesola hand scale after removing excess water from the surface of the kelp by wringing it out in a salad spinner for about 10 seconds. The presence of epiphytes and invertebrates on the surface of the kelp was noted, if present. / Les laminaires récoltés ont été gardés séparément pour chaque quadrat et maintenus submergés jusqu’à l’identification. Pour chaque quadrat, les laminaires ont été identifiés à l’espèce, exceptés pour les laminaires juvéniles (de taille < 10 cm) qui ne pouvaient être identifiés et ont simplement été mis dans la catégorie « juvéniles ». Seuls les laminaires avec un stipe ont été considérés pour faciliter l’identification et éviter de comptabiliser des morceaux de laminaires dérivants qui ne provenaient pas du quadrat échantillonné. Le nombre d’individus par espèce a été comptabilisé, ainsi que le poids humide en gramme à l’aide d’une balance à main Pesola après avoir éliminé l’excès d’eau à la surface des laminaires en les essorant dans une essoreuse à salade pendant une dizaine de secondes. La présence d’épiphytes et d’invertébrés à la surface des laminaires a été notée, le cas échéant. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- PHASE 2 (2019)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Identification of drop camera sites (a priori) ------------------------------------------------------------------------------------------------- A total of 619 stations were identified as potential sites from satellite imagery (Pleiades 2018, 2 m resolution) to determine the area covered by kelp beds on the Batture-aux-Alouettes. These stations were chosen according to their depth (less than 15 m at low tide) as well as their dispersion (200 m) in order to cover the dark sections on the satellite image, which generally indicate the presence of macroalgae. To do this, a grid containing points spaced 200 m apart covering the area of interest was drawn up using the geomatics software QGIS (version 3.6.0-Noosa). Stations were located on the east (210) and south (409) sides. / Un total de 619 stations ont été identifiées comme sites potentiels à partir d’une image satellite (Pléiades 2018, résolution de 2 m) afin de déterminer la superficie couverte par les bancs de laminaires sur la Batture-aux-Alouettes. Ces stations ont été choisies en fonction de leur profondeur (inférieure à 15 m à marée basse) ainsi que de leur dispersion (200 m) afin de bien couvrir les sections foncées sur l’image satellite, qui indiquent généralement la présence de macroalgues. Pour ce faire, une grille contenant des points espacés de 200 m couvrant la zone d’intérêt a été dressée à partir du logiciel de géomatique QGIS (version 3.6.0-Noosa). Les stations étaient disposées sur les côtés est (210) et sud (409).--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Sampling protocol (underwater photography with a drop camera) -------------------------------------------------------------------- A total of 429 stations were sampled in July 2019. These stations ranged from 0 to 15 m in depth. At each station, a camera (Go Pro Hero 7 Black) in a waterproof housing placed on an aluminum stand and equipped with a scuba light was dropped onto the seafloor. Two quadrats (50 x 50 cm) were installed on the aluminum support. The camera, programmed to take a picture every ten seconds, was placed on the bottom between 30 and 60 seconds, in order to photograph each station several times. The date, name of the station, time, depth, GPS coordinates and any other relevant information were recorded. / Un total de 429 stations ont été échantillonnés en juillet 2019. Ces stations varient entre 0 et 15 m de profondeur. À chaque station, un appareil photo (Go Pro Hero 7 Black) dans un caisson étanche placé sur un support en aluminium et muni d’une lampe de plongée sous-marine a été déposé sur le fond marin. Deux quadrats (50 x 50 cm) étaient installés sur le support en aluminium. L’appareil photo, programmé pour prendre une photo aux dix secondes, était déposé au fond entre 30 et 60 secondes, afin de photographier chaque station à plusieurs reprises. La date, le nom de la station, l’heure (UTC), la profondeur, les coordonnées GPS ainsi que toute autre information pertinente ont été notés. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Identification of dive sites (imaging analysis)-------------------------------------------------------------------------------------------- The presence or absence of kelp, the percentage of macroalgal cover and the type of substrate were assessed for each photo. As a result of this underwater photographic analysis, 129 stations were identified as having a presence of kelp and 88 stations had a presence of other algal species. To ensure equal representation of the different depth strata, the stations with kelp were divided into three depth categories: shallow (-1.7 m to 0 m), medium (0 m to 2 m) and deep (2 m to 5 m) with 45, 64 and 24 sites respectively. / La présence ou absence de laminaires, le pourcentage de recouvrement de macroalgues et le type de substrat ont été évalués pour chaque photo. Suite à cette analyse photographique sous-marine, 129 stations ont été identifiées comme ayant une présence de laminaires et 88 stations possédaient une présence d’autres espèces d’algues. Afin d’assurer une représentation égale des différentes strates de profondeur, les stations ayant des laminaires ont été divisées en trois catégories de profondeur : peu profonde (-1.7 m à 0 m), moyenne (0 m à 2 m) et profonde (2 m à 5 m) ayant respectivement 45, 64 et 24 sites. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Diving protocol --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- The dives took place at ten of these stations, taking care to ensure a balanced spatial distribution as well as an equal distribution of the different depth strata (four in the shallow zone, three in the medium and two in the deep). Two divers were launched from the anchored boat. The divers went directly to the boat's anchor, which corresponded to the station's GPS point. A tape measure was attached to the anchor chain and then unrolled 15 m parallel to the shore, taking care to note the direction of the dive compass. One diver was underwater videoing the entire transect (0 m to 13 m). Sampling took place at three different distances spaced 5 m apart, at the 3 m, 8 m and 13 m mark. A first quadrat (50 x 50 cm) was laid down on the right side of the measuring tape where the divers proceeded to collect the kelp that had their holdfast inside. To do this, divers would release the overlying blades to expose the kelp holdfast. The stipe was cut at the base and the kelp was deposited in an identified bag. If there was little or no kelp in the quadrat, the quadrat was turned up and then sampled. When the same situation occurred, the quadrat was turned to the left and sampled. Finally, if there was still little or no kelp present, the quadrat was turned down one last time and sampled. Divers could sample up to four quadrats per distance for a total area of 1 m2. A photo of the quadrat was taken at the beginning and end of the sampling. The depth and the number of quadrats sampled were noted. Since the quadrat was relatively small (50 x 50 cm) it regularly fell in an area where there were no holdfast inside, resulting in no kelp biomass to sample. Indeed, the dive sites were chosen according to the presence of kelp in order to sample the biomass. Thus, even though kelp was present at all sites and there were blades contained in the quadrats, there were regularly no holdfast inside the quadrat, which gave zero values. This suggests that sampling with these so-called "regular" quadrats could potentially lead to an underestimation of biomass. To overcome this problem, the "cookie cutter" sampling method, aimed at collecting the entire quadrat, was used from the second day of sampling, in addition to the "regular" quadrats. To do this, divers took the same 50 x 50 cm quadrat and placed it on a selected (i.e.: non-random) plot with 100 % kelp coverage. The kelp was cut with a knife along the quadrat, taking care to collect all the kelp down to the substrate. However, these quadrats only gave a general measure of algal biomass since identification to species was impossible on the kelp fragments. / Les plongées se sont déroulées à dix de ces stations en prenant soin d’assurer une répartition spatiale équilibrée ainsi qu’une répartition égale des différentes strates de profondeur (quatre dans la zone peu profonde, trois dans la moyenne et deux dans la profonde). Deux plongeurs ont été mis à l’eau à partir de l’embarcation ancrée. Les plongeurs se sont rendus directement à l’ancre du bateau, qui correspondait au point GPS de la station. Un ruban à mesurer a été attaché à la chaîne de l’ancre et ensuite déroulé sur une distance de 15 m parallèlement à la rive en prenant soin de bien noter la direction de la boussole de plongée. Un plongeur procédait à un vidéo sous-marin de la totalité du transect (0 m à 13 m). L’échantillonnage a eu lieu à trois distances différentes espacées de 5 m, soit à la marque de 3 m, 8 m et 13 m. Un premier quadrat (50 x 50 cm) a été déposé du côté droit du ruban à mesurer où les plongeurs procédaient à la récolte des laminaires qui avaient leurs crampons à l’intérieur. Pour ce faire, les plongeurs dégageaient les frondes superposées afin d’exposer le crampon des laminaires. Le stipe a été coupé à la base et l’algue était déposée dans un sac identifié. S’il y avait peu ou pas de laminaires dans le quadrat, celui-ci était retourné vers le haut et puis échantillonné. Lorsque la même situation se présentait, le quadrat était retourné vers la gauche et échantillonné. Finalement, si toujours peu ou pas de laminaires étaient présentes, le quadrat était tourné une dernière fois vers le bas et échantillonné. Les plongeurs pouvaient donc échantillonner jusqu’à quatre quadrats par distance pour une superficie totale de 1 m2. Une photo du quadrat était prise au début et à la fin de l’échantillonnage. La profondeur ainsi que le nombre de quadrats échantillonné ont été notés. Comme le quadrat était relativement de petite taille (50 cm x 50 cm) celui-ci tombait régulièrement dans une zone où il n’y avait aucun crampon à l’intérieur, ce qui donnait aucune biomasse de laminaire à échantillonner. En effet, les sites de plongées ont été choisis en fonction de la présence de laminaires afin d’en échantillonner la biomasse. Ainsi, même si les laminaires étaient présentes dans tous les sites et qu’il y avait des frondes contenues dans les quadrats, il arrivait régulièrement qu’aucun crampon ne se trouvait à l’intérieur du quadrat, ceux-ci donnaient des valeurs nulles. Cela porte à croire que l’échantillonnage avec ces quadrats dits «réguliers» pouvait potentiellement entrainer une sous-estimation de la biomasse. Pour pallier ce problème, l’échantillonnage de type « emporte-pièce », visant à récolter l’entièreté du quadrat a été utilisée à partir de la deuxième journée d’échantillonnage, en plus des quadrats « réguliers ». Pour ce faire, les plongeurs prenaient le même quadrat de 50 x 50 cm et le plaçait sur une parcelle choisie (c.-à-d. : non aléatoire) avec 100 % de couverture de laminaires. Les algues étaient coupées avec un couteau le long du quadrat en prenant soin de bien récolter l’entièreté des algues jusqu’au substrat. Cependant, ces quadrats donnaient seulement une mesure générale de la biomasse algale puisque l’identification à l’espèce était impossible à faire sur les fragments de laminaires. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Identification and weighing of the collected kelp------------------------------------------------------------------------------------------- After being collected on the dive, the kelp placed in the bags were brought back to the boat and kept submerged until identification. For each bag (i.e., quadrat), whole kelp (with stipe) were identified to species, except for juveniles (i.e., size < 10 cm) which were placed in the "juvenile" category due to the inability to accurately identify them. Pieces or fragments of kelp from regular quadrats were removed from the sample since they could be drift algae that did not originate from the site. The wet weight (in grams) of the kelp was weighed using a Pesola hand scale after wringing out the blades for about 10 seconds in a lettuce wringer to remove excess water. The total length and maximum width of the blades per species were recorded to get an idea of the size structure of the communities. In the case where there were algae other than kelp, these were identified and their presence noted. / Après leur récolte en plongée, les laminaires placées dans les sacs ont été rapportées sur l’embarcation et maintenues submergés jusqu’à identification. Pour chaque sac (c.-à-d. : quadrat), les laminaires entières (avec stipe) ont été identifiées à l’espèce, à l’exception des juvéniles (c.-à-d. : taille < 10 cm) qui ont été placés dans la catégorie « juvénile » en raison de l’impossibilité de les identifier précisément. Les morceaux ou fragments de laminaires des quadrats réguliers ont été éliminés de l’échantillon puisqu’ils pouvaient être des algues dérivantes qui ne provenaient pas du site. Le poids humide (en gramme) des laminaires a été pesé à l’aide d’une balance à main Pesola après avoir été essoré les frondes pendant une dizaine de secondes dans une essoreuse à laitue afin d’éliminer l’excès d’eau. La longueur totale et la largueur maximale des frondes par espèce ont été notées afin d’avoir une idée de la structure de taille des communautés. Dans le cas où il y avait des algues autres que des laminaires, celles-ci ont été identifiées et leur présence notée.

Quality Control

Taxonomic names were verified on the World Register of Marine Species (WoRMS) to match recognized standards. The WoRMS match has been put in the scientificNameID field in the occurrence file. Data quality control were performed using the R packages obistools and worrms. All sample locations were spatially validated. / Tous les noms taxonomiques ont été vérifiés sur le registre mondial des espèces marines (WoRMS) pour correspondre aux normes reconnues. La correspondance WoRMS a été placée dans le champ scientificNameID du fichier d'occurrence. Le contrôle de la qualité des données a été effectué à l'aide des packages R obistools et worrms. Tous les lieux d'échantillonnage ont été validé spatialement.

Method steps

1. The organisms were identified in the field using: Chabot, Robert et Anne Rossignol. 2003. Algues et faune du littoral du Saint-Laurent maritime : Guide d'identification. Institut des Sciences de la mer de Rimouski, Rimouski; Pêches et Océans Canada (Institut Maurice-Lamontagne), Mont-Joli. 113 pages. / Les organismes ont été identifiés sur le terrain à l'aide de : Chabot, Robert et Anne Rossignol. 2003. Algues et faune du littoral du Saint-Laurent maritime : Guide d'identification. Institut des Sciences de la mer de Rimouski, Rimouski ; Pêches et Océans Canada (Institut Maurice-Lamontagne), Mont-Joli. 113 pages.
2. Scientific name matching with WoRMS. / Correspondance des noms scientifiques avec WoRMS.
3. Records were extracted from the Biodiversity database (data management section of scientific advice, information and support branch, Science Branch, Quebec Region, Fisheries and Oceans Canada) using SQL. / Les enregistrements ont été extraits de la base de données sur la biodiversité (section de gestion des données de la Direction des avis, de l'information et du soutien scientifiques, Direction des sciences, Région du Québec, Pêches et Océans Canada) en utilisant SQL.

Species are identified at the lowest possible level. / Les espèces sont identifiées au niveau le plus bas possible.

1. Actiniaria
   rank: order
2. Agarum clathratum
   rank: species
3. Alaria esculenta
   rank: species
4. Asterias
   rank: genus
5. Asteroidea
   rank: class
6. Biota
   rank: domain
7. Cancer irroratus
   rank: species
8. Ceramium virgatum
   rank: species
9. Chondrus crispus
   rank: species
10. Chorda filum
    rank: species
11. Chordaria flagelliformis
    rank: species
12. Corallinophycidae
    rank: subclass
13. Desmarestia aculeata
    rank: species
14. Echinarachnius parma
    rank: species
15. Echinoidea
    rank: class
16. Fucus
    rank: genus
17. Fucus distichus subsp. evanescens
    rank: subspecies
18. Lacuna vincta
    rank: species
19. Laminaria digitata
    rank: species
20. Laminariales
    rank: order
21. Littorina
    rank: genus
22. Membranoptera alata
    rank: species
23. Myoxocephalus
    rank: genus
24. Mytilus edulis
    rank: species
25. Odonthalia dentata
    rank: species
26. Palmaria palmata
    rank: species
27. Phycodrys rubens
    rank: species
28. Polychaeta
    rank: class
29. Porphyra
    rank: genus
30. Pylaiella littoralis
    rank: species
31. Saccharina latissima
    rank: species
32. Saccharina longicruris
    rank: species
33. Saccorhiza dermatodea
    rank: species
34. Strongylocentrotus droebachiensis
    rank: species
35. Testudinalia testudinalis
    rank: species
36. Ulva lactuca
    rank: species

The Batture-aux-Alouettes is a foreshore in the municipality of Baie-Sainte-Catherine, near the mouth of the Saguenay Fjord in Quebec. / La Batture-aux-Alouettes est un estran de la municipalité de Baie-Sainte-Catherine, près de l'embouchure du fjord du Saguenay au Québec.