The influence of hydrological and biotic processes on brown trout (Salmo trutta) population dynamics

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Abstract:

Hydrological and biotic forces constrain brown trout (Salmo trutta) population dynamics, but tests of their role across numerous streams are uncommon. In 30 French stream reaches, using 5–8 samples (1 per year) each, we investigated whether the year-to-year seasonal hydrology influenced annual trout densities within reaches, and whether the relationships were shared by all reaches. We also searched for intraspecific interactions between and within cohorts. Trout data were age class (0+, 1+, and adults) densities. For each year, hydrology was described using 13 variables, each computed for a reproduction, emergence, and growth period related to the biological cycle of trout. We used analyses of covariance (ANCOVA) to test how trout densities at year n – 1 and hydrology at year n influenced trout densities at year n. High flows during emergence significantly reduced the 0+ densities, consistently across the 30 reaches. Then, 1+ and adult densities were linked, respectively, to 0+ and 1+ densities from the previous year. Analyses also revealed density-dependent survival mechanisms for the 0+ cohort, suggesting intracohort competition. Therefore, hydrology constrains trout dynamics only during the critical emergence period, after which intracohort interactions regulate the 0+ density. Such mechanisms, validated across 30 environmentally different reaches, seem to be fundamental to trout population dynamics.

Les forces hydrologiques et biotiques imposent des contraintes à la dynamique de population des Truites brunes; cependant, on a rarement évalué leur rôle simultanément dans un grand nombre de cours d'eau. À partir de 5–8 échantillons (1 par année) récoltés dans chacun de 30 tronçons de cours d'eau français, nous avons examiné si les variations de l'hydrologie d'année en année influencent la densité annuelle des truites dans un tronçon et si les relations obtenues s'appliquent à tous les tronçons. Nous avons aussi cherché à trouver des interactions intra spécifiques au sein des cohortes et d'une cohorte à l'autre. Nos données consistaient en des densités des différentes classes d'âges (0+, 1+ et adulte). Nous avons mesuré, chaque année, 13 variables hydrologiques, regroupées selon les périodes d'émergence, de reproduction et de croissance du cycle biologique des truites. Des analyses de covariance (ANCOVA) nous ont permis de vérifier comment la densité des truites de l'année n – 1 et l'hydrologie de l'année n pouvaient influencer la densité des truites de l'année n. Des débits élevés durant l'émergence réduisaient significativement les densités des truites d'âge 0+, de façon comparable dans tous les 30 tronçons. De plus, les densités des truites d'âges 1+ et adulte étaient reliées respectivement aux densités des poissons d'âges 0+ et 1+ de l'année précédente. Les analyses ont aussi mis en évidence des mécanismes de survie reliés à la densité chez la cohorte d'âge 0+, ce qui semble indiquer l'existence de compétition au sein de la cohorte. L'hydrologie impose donc des contraintes à la dynamique de population des truites seulement durant la période critique de l'émergence, après quoi ce sont les interactions au sein de la cohorte qui contrôlent la densité des poissons d'âge 0+. De tels mécanismes, observés dans 30 tronçons qui diffèrent par leurs conditions environnementales, semblent être des caractéristiques fondamentales de la dynamique de population des truites.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2002

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