TECHNIQUES TO EVALUATE THE EFFECTIVENESS OF FISH HABITAT RESTORATION WORKS IN STREAMS IMPACTED BY LOGGING ACTIVITIES

Abstract

The Watershed Restoration Program (WRP) in British Columbia was initiated under the auspices of Forest Renewal B.C. to restore, protect and maintain fisheries, aquatic and forest resources adversely impacted by past forest-harvesting practices, by carrying out community-based remedial work on hillslopes and streams. Specific restoration components focus on impacted hillslopes, gullies, riparian areas, stream channels and fish habitat. Fish habitat restoration is typically carried out after an assessment of upslope risks (followed by rehabilitation) and instream conditions. Restoration techniques include restoring fish access, streambank stabilization, rehabilitating channelled reaches to provide fish holding pools and riffles, re-establishing instream cover and structure by addition of boulder clusters and large woody debris (LWD), restoring and creating off-channel habitat, and resupply of nutrients. After the restoration work is completed, research evaluation and operational monitoring are conducted to determine the overall success and ultimate benefit of the work. Research evaluation is not project-specific, but may involve evaluation of a specific technique (e.g., LWD placements), and synoptic studies and ’paired assessments’ of experimental control and treatment streams. Routine and project effectiveness monitoring is project-specific and is carried out after the instream work is completed and has passed post-construction inspection. Routine monitoring is a low intensity activity to determine functionality and condition of the restoration works. It is mainly a visual activity, and may include simple measurements or indicators (e.g., for structural stability), and can be undertaken on an annual basis or after each major storm. Project effectiveness monitoring is of higher intensity, and is conducted on a selected sub-set of projects where there are uncertainties of outcome or adaptive management benefits. This monitoring typically includes fish sampling and physical measurements: pool widths and depths, stream gradient, channel form, and channel substrate characteristics. Engineering level surveys (to tie bed and water surface elevations and cross sections to a specific benchmark) are frequently required for quantitative comparisons of restoration works (before, as-constructed and post-restoration). Where possible, project effectiveness monitoring should be related to published estimates of increases in fish abundance due to habitat improvements (bio-standards) established during the planning and prescriptive phase. Evaluation and monitoring of fish habitat restoration projects, both in the shorter and longer term, are essential to improve biological, technical and cost effectiveness of projects, and to identify and incorporate innovations. Evaluation techniques described in the paper were developed to evaluate activities to restore streams impacted by past logging practices, but the underlying principles apply to stream restoration wherever forest, urban or agriculture practices have resulted in stream and riparian impairment.

Le Programme de remise en état du bassin en Colombie-Britannique fut entrepris sous les auspices de Forest Renewal B.C. (Régénération forestière) pour restaurer, protéger et maintenir les ressources piscicoles, aquatiques et forestières auxquelles avaient nui les techniques d’exploitation forestière, en effectuant des travaux communautaires de redressement pour les pentes et les cours d’eau. Les éléments précis de la remise en état portaient sur les pentes, les ravines, les zones riveraines, les canaux et l’habitat du poisson. La remise en état de l’habitat du poisson est en général effectuée après évaluation des risques liés aux pentes ascendantes (suivie par la remise en valeur) et aux conditions d’eaux de ruissellement. Les techniques de restauration de l’habitat piscicole comprennent le rétablissement de l’accès des poissons, la stabilisation des rives, la réhabilitation des canalisations pour offrir des étangs de stockage du poisson et des seuils, le rétablissement des structures pour les eaux de ruissellement par l’ajout de blocs rocheux et de grands débris de bois, la restauration et la création d’habitat hors canal et le réapprovisionnement en nutriments. Une fois les travaux de restauration terminés, les évaluations sont faites pour déterminer le succès d’ensemble et les avantages ultimes des travaux. L’évaluation relève de deux types majeurs : évaluation de la recherche et contrôle des opérations. L’évaluation de la recherche n’est pas spécifique au projet mais peut comporter l’évaluation d’une technique en particulier (p. ex. aménagement de larges débris de bois) et aussi des études synoptiques et des «évaluations appariées» de cours d’eau de traitement et de contrôle expérimental. Le contrôle de l’efficacité du projet et des travaux courants est spécifique au projet et est effectué une fois que les travaux ont pris fin et ont franchi l’étape de l’inspection après la construction. Le contrôle courant est une activité de faible intensité pour déterminer la fonctionnalité et l’état des travaux de restauration pour l’ensemble des projets. Il s’agit essentiellement d’une activité visuelle pouvant englober des mesures simples ou des indicateurs (p.ex. pour la stabilité de l’ouvrage) et celle-ci peut être entreprise tous les ans ou après chaque tempête majeure. Le contrôle de l’efficacité du projet est d’une intensité plus élevée et est mené par rapport à un sous-ensemble bien précis de projets où il existe des incertitudes quant aux résultats ou des avantages liés à la gestion adaptative. Ce genre de contrôle suppose en général le prélèvement d’échantillons de poissons et des mesures physiques : largeur et profondeur de l’étang, pente du cours d’eau, forme du canal et caractéristiques des substrats du canal. Les levés topographiques (pour lier les niveaux du lit et des eaux et les coupes transversales à un point de repère précis) sont souvent nécessaires à des fins de comparaison quantitative des travaux de restauration (avant, pendant la construction et après la restauration). Dans la mesure du possible, le contrôle de l’efficacité du projet devrait être lié à des estimations publiées de hausses dans l’abondance du poisson attribuables aux améliorations apportées à l’habitat (normes biologiques) établies pendant le stade de planification et prescriptif. L’évaluation et le contrôle des projets de restauration de l’habitat des poissons, tant à court terme qu’à long terme, sont essentiels pour améliorer l’efficacité des projets sur les plans biologiques, techniques et financiers et pour cerner et intégrer les innovations. Les techniques d’évaluation décrites dans le présent document furent mises au point pour l’évaluation des activités de restauration des cours d’eau qui se sont détériorés en raison des pratiques antérieures d’exploitation forestière. Toutefois, les principes sous-jacents s’appliquent à la restauration des cours d’eau, là où les pratiques forestières, urbaines ou agricoles ont entraîné la dégradation des cours d’eau et des habitats riverains.