A Proxy Record of Drought Severity for the Southwestern Canadian Plains

Abstract

This paper examines the statistical relationships between Palmer Drought Severity Index (PDSI) data from the southwestern Canadian plains and tree-ring index chronologies from nearby sites. Standardized tree-ring widths from white spruce (Picea glauca) from the Cypress Hills (Alberta and Saskatchewan) and from lodgepole pine (Pinus contorta) from the Bears Paw Mountains (Montana) account for 47% and 39% of the variance in regional July PDSI. The corresponding regressions are the basis for the first reconstructions of PDSI for the Canadian plains. This proxy PDSI record extends from 1597 and demonstrates that, although 1937 was the worst single drought year, the 20th century lacked the prolonged droughts of the 18th and 19th centuries, when decades of July PDSI were consistently below zero. Clusters of drought years in the 1690s, 1720s, 1750s–60s, 1790s–1800s, 1820s, 1850s–60s and 1890s, support the notion of a 20- to 25-year drought cycle for the northern Great Plains. These prolonged droughts lower the resistance of ecosystems and soil landscapes to disturbance from hydroclimatic events, such that thresholds of landscape change are exceeded and the recovery of natural systems can take decades or centuries. These droughts also seriously affect the soil and water resources that support dryland agriculture.

Le présent article porte sur les liens statistiques entre l’indice Palmer de gravité de sécheresse (IPGS) des Plaines du sud-ouest du Canada et les dendrochronologies de sites à proximité. Les largeurs dendométriques normalisées de l’épinette blanche (Picea glauca), des collines du Cyprès (Alberta et Saskatchewan), et du pin de Murray (Pinus contorta) des Bears Paw Mountains (dans le Montana) représentent 47% et 39% respectivement de la variance dans l’IPGS de juillet régional. Les régressions correspondantes sont la base des premières reconstitutions de l’IPGS pour les grandes plaines de l’Ouest. Ce relevé climatique indirect (IPGS) a été entrepris en 1597 et il révèle que, bien que 1937 a été la pire année de sécheresse, le XXe n’a pas connu les sécheresses prolongées des XVIIIe et XIXe siècles, siècles au cours desquels les décennies de l’IPGS de juillet étaient sous zéro de façon constante. Des grappes d’années de sécheresse dans les années 1690, 1720, 1750–1760, 1790–1800, 1820, 1850–1860 et 1890 confirment la notion d’un cycle de sécheresse de 20 à 25 ans pour la Région des grandes plaines septentrionale. Ces sécheresses prolongées ont pour effet de diminuer la résistance des écosystèmes et des paysages de sol à la perturbation causée par les événements hydroclimatiques, de telle sorte que les seuils de changement du paysage sont dépassés et que les systèmes naturels peuvent mettre des décennies, voire des siècles, à récupérer. De plus, ces sécheresses nuisent gravement au sol et aux ressources en eau sur lesquels repose l’agriculture sur des terres arides (arido-culture).