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Landscape models to understand steelhead (Oncorhynchus mykiss) distribution and help prioritize barrier removals in the Willamette basin, Oregon, USA

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Abstract:

We use linear mixed models to predict winter steelhead (Oncorhynchus mykiss) redd density from geology, land use, and climate variables in the Willamette River basin, Oregon. Landscape variables included in the set of best models were alluvium, hillslope < 6%, landslide-derived geology, young (<40 years) forest, shrub vegetation, agricultural land use, and mafic volcanic geology. Our approach enables us to model the temporal correlation between annual redd counts at the same site while extracting patterns of relative redd density across sites that are consistent even among years with varying strengths of steelhead returns. We use our model to predict redd density (redds per kilometre) upstream of 111 probable migration barriers as well as the 95% confidence interval around the redd density prediction and the total number of potential redds behind each barrier. Using a metric that incorporates uncertainty, we identified high-priority barriers that might have been overlooked using only stream length or mean predicted fish benefit and we clearly differentiated between otherwise similar barriers. We show that landscape features can be used to describe and predict the distribution of winter steelhead redds and that these models can be used immediately to improve decision-making for anadromous salmonids.

Des modèles linéaires mixtes utilisant des variables reliées à la géologie, à l'utilisation des terres et au climat nous ont servi à prédire la densité des nids de truites arc-en-ciel anadromes (Oncorhynchus mykiss) d'hiver dans la rivière Willamette, en Oregon. Les variables du paysage incluses dans la série des meilleurs modèles comprennent l'alluvion, les versants <6 %, la géologie reliée aux glissements de terrains, les forêts jeunes (<40 ans), la végétation arbustive, les terres agricoles et la géologie volcanique mafique. Notre méthode nous permet de modéliser la corrélation temporelle entre les inventaires annuels de nids à un même site, tout en extrayant des patterns de densité relative des nids à travers les sites qui sont cohérents même entre les années qui ont des retours de truites arc-en-ciel anadromes d'importance inégale. Notre modèle a servi à prédire la densité des nids (nids par kilomètre) en amont de 111 barrières probables à la migration, de calculer l'intervalle de confiance de 95 % autour de la prédiction de densité des nids et d'estimer le nombre total de nids potentiels derrière chaque barrière. À l'aide d'une métrique qui inclut l'incertitude, nous avons identifié des barrières de forte priorité qui ont pu passer inaperçues d'après la seule longueur du cours d'eau ou d'après le bénéfice moyen prédit pour les poissons; cela nous a permis ainsi de différencier clairement des barrières semblables par ailleurs. Nous démontrons que des caractéristiques du paysage permettent de décrire et de prédire la répartition des nids des truites arc-en-ciel d'hiver et que ces modèles peuvent servir dès à présent pour améliorer les prises de décision concernant les salmonidés anadromes.[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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nrc/cjfas/2004/00000061/00000006/art00012
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