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Watershed, reach, and riparian influences on stream fish assemblages in the Northern Lakes and Forest Ecoregion, U.S.A.

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Abstract:

We analyzed data from 79 watersheds in an undegraded U.S. ecoregion to identify key environmental factors that explained stream fish assemblage patterns and to evaluate the relative influence of environmental factors operating at different spatial scales. A few key factors from the watershed, reach, and riparian scale explained a significant amount of the variance in fish attributes. Three environment–fish associations were evident. Top carnivores and intolerant cold-water fishes were associated with relatively narrow, deep, high-gradient, cold streams with strong groundwater inputs. Tolerant cyprinids occurred in small streams with low groundwater input, low dissolved oxygen, and abundant macrophytes. A diverse assemblage (Cyprinidae, Catostomidae, Centrarchidae, Percidae) existed in warm, wide streams in watersheds dominated by lacustrine sand and gravel geology and abundant wetlands and lakes. Overall, reach-scale variables directly explained the most, watershed-scale variables less, and riparian-scale variables the least variation in fish attributes. Watershed and riparian variables had indirect connections with fishes through their direct influence on reach variables. In conjunction with findings from more degraded regions, we conclude that the relative influence of reach-scale variables on fishes are greatest in undegraded areas and that direct effects of watershed-scale variables are increasingly important as human modifications of the landscape increase.

L'analyse de données provenant de 79 bassins versants d'une écorégion non dégradée des E.-U. nous a permis d'identifier les facteurs clés de l'environnement qui expliquent la structure des regroupements de poissons des cours d'eau et d'évaluer l'influence relative des facteurs environnementaux qui agissent aux différentes échelles spatiales. Quelques facteurs clés à l'échelle du bassin versant, de la section du cours d'eau et de la rive expliquent une partie importante de la variance des données sur les poissons. Il y a trois associations environnement-poissons nettes. Les carnivores supérieurs et les poissons d'eau froide intolérants sont associés aux cours d'eau relativement étroits, profonds, froids et à forte pente qui reçoivent un apport important d'eau souterraine. Les cyprinidés tolérants se retrouvent dans les petits cours d'eau qui reçoivent peu d'eau souterraine et qui ont des teneurs faibles en oxygène dissous et d'abondants macrophytes. Un regroupement diversifié (Cyprinidae, Catostomidae, Centrarchidae, Percidae) se retrouve dans les cours d'eau chauds et larges dans les bassins versants dominés par une géologie lacustre de sable et de gravier ainsi qu'une abondance de terres humides et de lacs. En général, ce sont les variables à l'échelle du secteur de cours d'eau qui expliquent le mieux la variation dans les caractéristiques des poissons, alors que les variables à l'échelle du bassin versant ont un pouvoir explicatif moindre et les variables au niveau des rives fournissent le moins d'explications. Les variables du bassin et de la rive ont des liens indirects avec les poissons par leur influence directe sur les variables de la section. En tenant compte de données provenant de régions plus dégradées, nous pouvons conclure que l'influence relative sur les poissons des variables à l'échelle de la section est maximale dans les régions non dégradées et que les variables à l'échelle du bassin versant prennent de plus en plus d'importance à mesure que les modifications anthropiques du paysage s'accroissent.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2003

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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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