Impact of fertilization and stocking on trophic interactions and growth of juvenile sockeye salmon (Oncorhynchus nerka)

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Using 16 years of data on nutrients, plankton, and sockeye fry and smolts from Packers Lake, Alaska, we test the impact of nutrients and fry stocking on the growth and productivity of juvenile sockeye salmon (Oncorhynchus nerka). To enhance sockeye production, this lake was fertilized (1983–1996) and stocked annually (1987–1996) with sockeye fry. Before fertilization, the density of sockeye fry was low (<0.20 fry·m–2), the size and biomass of Daphnia were low, and sockeye smolts were relatively small. Before stocking, all trophic levels responded positively to fertilization. The biomass and mean size of Daphnia increased significantly. The average size of age-1 and age-2 smolts increased three- to four-fold. Fry stocking produced dramatic declines in both biomass and mean length of Daphnia and in size of smolts. When large-sized (>1 mm) Daphnia were significantly reduced in density under heavy predation by sockeye fry, the growth of juvenile sockeye declined, even under continued fertilization. We show that fry density and associated food web structure are major determinants of juvenile sockeye responses to fertilization and stocking. This study probably provides the first long-term experimental results linking limnological and nutrient – food web concepts to trophodynamics and productivity of juvenile sockeye salmon.

Des données sur les nutriments, le plancton, ainsi que sur les alevins et les saumoneaux du saumon rouge (Oncorhynchus nerka) accumulées pendant 16 ans au lac Packers, Alaska, nous ont servi à évaluer l'impact des nutriments et de l'alevinage sur la croissance et la productivité de jeunes saumons. Pour augmenter la production de saumons, le lac a été fertilisé (1983–1996) et ensemencé (1987–1996) d'alevins chaque année. Avant la fertilisation, la densité des alevins était faible (<0,20 alevin·m–2), la taille et la biomasse des Daphnia réduites et les saumoneaux relativement petits. Avant l'alevinage, les organismes de tous les niveaux trophiques réagissaient positivement à la fertilisation. La biomasse et la taille moyenne des Daphnia augmentaient significativement. La taille moyenne des saumoneaux de 1 et 2 ans croissait par un facteur de 3 à 4. Lorsque la densité des Daphnia de grande taille (>1 mm) a été réduite par une forte prédation par les alevins, la croissance des jeunes saumons a diminué, malgré la fertilisation. Nous démontrons que la densité des alevins et le réseau alimentaire qui leur est associé sont les facteurs déterminants de la réaction des jeunes saumons à la fertilisation et à l'alevinage. Notre étude est probablement la première à fournir des données expérimentales sur une longue période, données qui relient la limnologie, les nutriments et le réseau alimentaire à la trophodynamique et la productivité des jeunes saumons rouges.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2002

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