Evaluating sampling sufficiency in fish assemblage surveys: a similarity-based approach

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Abstract:

The number and identity of fish species occurring at a site at a particular time provide basic information for assessing biological integrity, inferring fish assemblage – environment relationships, and determining biodiversity patterns. Conclusions are often dependent on how sufficiently species richness and composition of fish assemblages are characterized by sampling. The proportion of total species richness obtained in a sample is an explicit measure of sampling sufficiency. However, because total species richness (TSRtru) at a site is often unknown, sampling sufficiency cannot be determined directly. To overcome this difficulty, we developed a new approach, which is based on a relationship between the proportion of TSRtru or %TSRtru and the similarity among replicate samples (autosimilarity). With autosimilarity measured with the Jaccard coefficient (JC), a simple relationship was established: %TSRtru = 100JC. Fourteen sites where TSRtru was reached or approached during sampling were selected from four surveys to validate this relationship. We used the approach to estimate the sample sizes required for 90, 95, and 100% TSRtru, indicating that widely differing sampling efforts among sites are needed to obtain the same proportion of the local species pool. The results strongly support the use of the new approach in evaluating sampling sufficiency in stream and river fish surveys.

Le nombre et l'identité des espèces de poissons présentes à un site à un moment donné sont les informations de base qui servent à évaluer l'intégrité biologique, à déterminer les relations des peuplements de poissons avec leur environnement et à décrire la structure de la biodiversité. Les conclusions que l'on tire dépendent donc souvent de la précision avec laquelle on a pu établir par échantillonnage la richesse en espèces et la composition des peuplements de poissons. La proportion de la richesse spécifique totale obtenue par échantillon est une mesure explicite de la suffisance de l'échantillonnage. Cependant, parce que la richesse spécifique totale (TRStru) à un site est souvent inconnue, la suffisance de l'échantillonnage ne peut être déterminée directement. Pour résoudre ce problème, nous avons exploré une nouvelle approche qui se base sur la relation entre la proportion de TRStru, ou le %TRStru, et la similarité entre des échantillons répétés (autosimilarité). À l'aide du coefficient de similarité de Jaccard (JC), une relation simple a pu être établie : %TRStru = 100JC. Quatorze sites tirés de quatre inventaires dans lesquels TRStru avait été déterminé ou approché par échantillonnage ont été retenus pour valider la relation. Nous avons ainsi estimé les tailles d'échantillons requises pour obtenir 90, 95 et 100% de TRStru; d'un site à un autre, des efforts très différents d'échantillonnages sont nécessaires pour obtenir une même précision de l'estimation du pool d'espèces locales. Nos résultats soulignent fortement la nécessité d'adopter une nouvelle approche pour évaluer la suffisance de l'échantillonnage dans les inventaires de poissons des rivières et des ruisseaux.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2001

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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