Direct and indirect effects of sediment pulse duration on stream invertebrate assemblages and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) growth and survival

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Elevated concentrations of inorganic sediment supply in streams may impair many biological functions. However, the contribution of exposure duration to the observed impacts has not been previously considered. We evaluated the effects of sediment pulse duration using 14 streamside flow-through experimental channels, each of which contained a naturally colonised invertebrate assemblage and 10 rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fry. Channels were exposed to fine sediment pulses of constant concentration but varied pulse duration (ranging from 0 to 6 h) every second day over 19 days. Total abundance of benthic invertebrate and family richness declined as sediment pulse duration increased. Invertebrate drift total abundance increased as pulse duration increased; however, family richness of drift decreased. Trout length and mass gain over the 19-day period was negatively correlated with pulse duration. Path analysis suggests that the direct effects of fine sediment on trout (impaired vision leading to reduced prey capture success and (or) increased metabolic costs from physiological stress) are more important to trout growth than indirect effects (decreased drift and benthic invertebrate richness and drift abundance).

Les concentrations accrues des apports de sédiments inorganiques dans les cours d'eau peuvent perturber de nombreux processus biologiques. Cependant, les impacts de la durée de l'exposition n'ont pas été examinés jusqu'à maintenant. Nous avons évalué les effets de la durée de l'afflux de sédiments au moyen de 14 canalisations expérimentales installées en bordure d'un cours d'eau, chacune colonisée naturellement par une communauté d'invertébrés et dix alevins de Truite-arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). Les canaux ont été exposés à des afflux de sédiments fins à concentration constante, mais dont la durée variait de 0 à 6 heures tous les 2 jours sur une période de 19 jours. L'abondance totale des invertébrés benthiques diminuait en fonction de l'allongement de la durée de l'afflux de sédiments et la richesse en familles déclinait. La densité totale de la dérive des invertébrés augmentait avec la durée de l'afflux, mais la richesse en familles diminue. La croissance en longueur et en masse des truites pendant la période de 19 jours était en corrélation négative avec la durée de l'afflux. Une analyse des coefficients de direction laisse croire que les effets directs des sédiments fins sur la truite (une vision réduite qui diminue le succès de la capture des proies et/ou des coûts métaboliques accrus dus au stress physiologique) affectent plus la croissance que les effets indirects ( diminution de la dérive, de la richesse des invertébrés benthiques et de la densité de la dérive).[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 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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