Scenario-Based Optimal Diet Modelling to Evaluate Climate Change Impacts on Food Systems in Two Coastal First Nations in British Columbia - Cheema, Ramneek (Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2026)
Coastal First Nations in British Columbia maintain strong local food systems grounded in land- and sea-based knowledge, harvesting practices, and community sharing networks that support cultural continuity and nutritional wellbeing. Intersecting colonial, socioeconomic, and environmental pressures - now intensified by climate change - are reshaping the availability, accessibility, and safety of key seafood species, while market foods in remote communities are often costly, lower quality, and dependent on vulnerable supply chains. This thesis develops and applies a community-informed, scenario-based dietary optimization framework to examine how climate-driven ecological change interacts with local food environments to shape feasible diets in two coastal First Nations case studies: Skidegate and Tla'amin. Using mixed methods and co-development with community partners, this framework was implemented using goal-programming–based dietary optimization models parameterized with 24-hour dietary recalls, food frequency questionnaires, retail food price surveys, traditional food costing, and methylmercury (MeHg) contaminant data. Three scenarios were assessed for females and males separately: (i) baseline diets reflecting current food environments; (ii) projected low-mitigation climate change impacts on seafood availability; and (iii) a high-mitigation adaptation scenario. Model outputs were evaluated in terms of nutrient adequacy, affordability, cultural acceptability (traditional versus market food composition), and MeHg exposure trade-offs. Results demonstrate that diets meeting nutrient requirements under observed cost, availability, and consumption-pattern constraints are structurally limited by local food environments, and that climate-driven constraints on seafood availability can meaningfully reduce diet feasibility, particularly when nutrient-dense traditional foods function as high-leverage nutrient carriers. Findings highlight that Skidegate and Tla'amin differ in which constraints most strongly bind (e.g., affordability, market food access, and species-specific seafood availability), indicating that regional projections alone are insufficient for adaptation planning. Overall, this thesis shows that community-specific parameterization and participatory model development are essential for producing decision-relevant modelling insights that can support culturally grounded food security and climate adaptation strategies in coastal First Nations. -- Les Premières Nations côtières de la Colombie-Britannique maintiennent des systèmes alimentaires locaux solides, ancrés dans les savoirs liés à la terre et à la mer, les pratiques de récolte et les réseaux de partage communautaires qui soutiennent la continuité culturelle et le bien-être nutritionnel. Des pressions coloniales, socioéconomiques et environnementales qui se recoupent - aujourd'hui intensifiées par les changements climatiques - transforment la disponibilité, l'accessibilité et la salubrité d'espèces clés de produits de la mer, tandis que les aliments du marché dans les communautés éloignées sont souvent coûteux, de moindre qualité et dépendants de chaînes d'approvisionnement vulnérables. Cette thèse développe et applique un cadre d'optimisation alimentaire fondé sur des scénarios et co-élaboré avec les communautés afin d'examiner comment les changements écologiques liés au climat interagissent avec les environnements alimentaires locaux pour façonner des régimes alimentaires réalisables dans deux études de cas de Premières Nations côtières : Skidegate et Tla'amin. À l'aide de méthodes mixtes et d'une co-élaboration avec des partenaires communautaires, ce cadre a été mis en œuvre au moyen de modèles d'optimisation alimentaire fondés sur la programmation par objectifs, paramétrés à partir de rappels alimentaires de 24 heures, de questionnaires de fréquence alimentaire, d'enquêtes sur les prix des aliments au détail, de l'évaluation des coûts des aliments traditionnels et de données sur les contaminants au méthylmercure (MeHg). Trois scénarios ont été évalués séparément pour les femmes et les hommes : (i) des régimes de référence reflétant les environnements alimentaires actuels ; (ii) des impacts projetés des changements climatiques dans un scénario de faible atténuation sur la disponibilité des produits de la mer ; et (iii) un scénario d'adaptation dans un contexte de forte atténuation. Les résultats des modèles ont été évalués en fonction de l'adéquation nutritionnelle, de l'abordabilité, de l'acceptabilité culturelle (composition des aliments traditionnels par rapport aux aliments du marché) et des compromis liés à l'exposition au MeHg. Les résultats démontrent que les régimes alimentaires satisfaisant aux besoins nutritionnels dans les limites observées de coûts, de disponibilité et de modes de consommation sont structurellement contraints par les environnements alimentaires locaux, et que les contraintes liées au climat sur la disponibilité des produits de la mer peuvent réduire de manière significative la faisabilité des régimes alimentaires, en particulier lorsque les aliments traditionnels riches en nutriments constituent des vecteurs nutritionnels à fort levier. Les résultats montrent également que Skidegate et Tla'amin diffèrent quant aux contraintes qui s'avèrent les plus déterminantes (par exemple l'abordabilité, l'accès aux aliments du marché et la disponibilité d'espèces marines spécifiques), ce qui indique que les projections régionales à elles seules sont insuffisantes pour la planification de l'adaptation. Dans l'ensemble, cette thèse démontre que la paramétrisation propre aux communautés et le développement participatif des modèles sont essentiels pour produire des analyses de modélisation pertinentes pour la prise de décision et soutenir des stratégies de sécurité alimentaire et d'adaptation climatique culturellement ancrées dans les Premières Nations côtières.
Keywords: food security; food systems; diet modelling; scenario-based modelling; food environment; contaminant; Methylmecury; British Columbia; First Nations; Indigenous health; Indigenous; nutrition; nutrients