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Fish-habitat modeling for gap analysis to conserve the endangered Topeka shiner (Notropis topeka)

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Abstract:

Decision support tools that predict fish distribution over broad spatial scales are needed to assist in planning watershed management and endangered species recovery. We developed a geographical information system model with multivariate logistic regression to rank valley segments for probable occurrence of the endangered Topeka shiner (Notropis topeka) using stream condition variables (stream size, groundwater potential, channel slope, streamflow, network position) and land-cover variables (percent pasture, percent trees) in streams characteristic of the North American Great Plains. The stream condition and land-cover models correctly classified 89% and 68% of outcomes (i.e., presence or absence), respectively. Field tests of maps of predicted species distribution resulted in more species occurrences than expected in valley segments classified as high potential for presence and less than expected in low-potential valley segments. Gaps between high-priority segments and protected land parcels were found in all basins. In 37 basins with Topeka shiners, protected land coverage was <1% in 17 basins, 1–5% in 10 basins, and 5–21.8% in 10 basins. Conservation activities in gaps are long-term conservation measures, but maps of predicted species distribution have many immediate applications.

La planification de la gestion des bassins versants et du rétablissement des espèces menacées requiert la mise au point d'outils d'aide à la décision afin de prédire la répartition des poissons sur de grandes échelles spatiales. Nous avons conçu un modèle basé sur le système d'information géographique et la régression logistique multi dimensionnelle pour coder des sections de vallées quant la probabilité de la présence du méné de Topeka (Notropis topeka), une espèce menacée, à partir de variables des conditions hydrographiques (taille du cours d'eau, apport potentiel d'eau phréatique, pente du chenal, débit, position dans le réseau) et du couvert végétal (pourcentage de pâturages, pourcentage d'arbres) dans des cours d'eau typiques de la région des grandes plaines de l'Amérique du Nord. Les modèles basés sur les conditions hydrographiques et le couvert végétal prédisent correctement les répartitions (i.e., présence ou absence) dans respectivement 89 % et 68 % des cas. La vérification sur le terrain des cartes de la répartition prédite de l'espèce indique plus de présences que prévu dans les sections classifiées comme possédant un bon potentiel de présence et moins que prévu dans les sections à faible potentiel. Il existe dans tous les bassins des zones de discontinuité entre les sections de cours d'eau de priorité élevée et les parcelles de terres protégées. Dans 37 bassins qui abritent le méné de Topeka, la surface couverte par les terres protégées représente <1 % dans 17 bassins, 1–5 % dans dix bassins et 5–21,8 % dans dix bassins. Les activités de conservation dans les zones de discontinuité sont des mesures à long terme; néanmoins, les cartes de prédiction de la répartition des espèces possèdent de multiples usages immédiats.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2004

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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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