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Snow physical properties may be a significant determinant of lemming population dynamics in the high Arctic

Authors :
Marie Dumont
Dominique Fauteux
Mathieu Barrere
Vincent Vionnet
Gilles Gauthier
Florent Domine
Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS
Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN)
Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre national de recherches météorologiques (CNRM)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Source :
Arctic Science, Arctic Science, 2018, 4 (4), pp.813-826. ⟨10.1139/as-2018-0008⟩, Arctic Science, NRC Research Press 2018, 4 (4), pp.813-826. ⟨10.1139/as-2018-0008⟩, Arctic Science, Vol 4, Iss 4, Pp 813-826 (2018)
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; Cyclic population fluctuations are common in boreal and Arctic species but the causes of these cycles are still debated today. Among these species, lemmings are Arctic rodents that live and reproduce under the snow and whose large cyclical population fluctuations in the high Arctic impact the whole tundra food web. We explore, using lemming population data and snow modeling, whether the hardness of the basal layer of the snow-pack, determined by rain-on-snow events (ROS) and wind storms in autumn, can affect brown lemming population dynamics in the Canadian high Arctic. Using a 7-year dataset collected on Bylot Island, Nunavut, Canada over the period 2003-2014, we demonstrate that liquid water input to snow is strongly inversely related with winter population growth (R 2 ≥ 0.62) and to a lesser extent to lemming summer densities and winter nest densities (R 2 = 0.29-0.39). ROS in autumn can therefore influence the amplitude of brown lemming population fluctuations. Increase in ROS events with climate warming should strongly impact the populations of lemmings and consequently those of the many predators that depend upon them. Snow conditions may be a key factor influencing the cyclic dynamics of Arctic animal populations. Résumé : Des fluctuations cycliques de population sont fréquentes chez des espèces boréales et arctiques mais les causes de ces cycles sont encore débattues. Parmi ces espèces, les lemmings sont des rongeurs arctiques qui vivent et se reproduisent sous la neige et dont les grandes variations de population cycliques dans le haut-arctique impac-tent tout le réseau trophique toundrique. Au moyen de données sur les populations de lemming et de modélisation de la neige, nous examinons la possibilité que la dureté de la couche de neige basale, déterminée par des évènements de pluie sur neige (PSN) et

Details

Language :
English
ISSN :
23687460
Database :
OpenAIRE
Journal :
Arctic Science, Arctic Science, 2018, 4 (4), pp.813-826. ⟨10.1139/as-2018-0008⟩, Arctic Science, NRC Research Press 2018, 4 (4), pp.813-826. ⟨10.1139/as-2018-0008⟩, Arctic Science, Vol 4, Iss 4, Pp 813-826 (2018)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7c580814014fc577354ca88b03e6e411