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Long-residence groundwater effects on incubating salmonid eggs: low hyporheic oxygen impairs embryo development

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Abstract:

Atlantic salmon (Salmo salar) ova were incubated at a range of burial depths (50–300 mm) in a set of test arrays inserted at previously used redd sites in a near-pristine stream. Oxygen saturation and electrical conductivity of hyporheic water (obtained 0.5–1.0 m distant from each array from a depth of 200–300 mm below streambed level) were determined at ~2-week intervals over the incubation period (November–March). The test arrays were recovered from the streambed in mid-March, and thereafter, the eyed ova were incubated in surface water until hatch (24 March – 17 April). Embryo survival rates, hatch date, and alevin size differed among and within arrays. Mean alevin body size varied markedly among incubation groups (length, 14.9–20.8 mm; dry mass, 3.9–7.7 mg). Within arrays, embryo size varied with burial depth on fine spatial scales (approximately 50 mm); greater burial depth tended to be associated with smaller size. Among arrays, embryo size at the 250-mm depth was correlated with oxygen saturation of hyporheic water. Across all sites, oxygen saturation of hyporheic water decreased with greater conductivity, indicative of the presence of groundwater. Variation in embryo size was therefore linked with variation in the local dominance of deoxygenated groundwater in the hyporheic zone.

Nous avons incubé des oeufs de saumons atlantiques (Salmo salar) à des profondeurs diverses (50–300 mm) dans des dispositifs expérimentaux dans des gravières utilisées précédemment dans un cours d'eau aux conditions peu modifiées. Nous avons mesuré la saturation en oxygène et la conductivité électrique de l'eau hyporrhéique (à 0,5–1,0 m de chaque dispositif expérimental à une profondeur de 200–300 mm sous le niveau du lit du cours d'eau) à des intervalles de ~2 semaines durant la période d'incubation (novembre–mars). Les dispositifs expérimentaux ont été retirés du gravier à la mi-mars et les oeufs, dont les yeux étaient apparents, ont été incubés dans de l'eau de surface jusqu'à l'éclosion (24 mars – 17 avril). Les taux de survie des embryons, les dates d'éclosion et les tailles des alevins varient à l'intérieur d'un même dispositif et d'un dispositif à un autre. La taille corporelle moyenne des alevins varie considérablement d'un groupe d'incubation à un autre (longueur, 14,9–20,8 mm; masse sèche, 3,9–7,7 mg). Dans les dispositifs, la taille des embryons varie en fonction de la profondeur d'incubation sur des échelles spatiales fines (environ 50 mm); les profondeurs plus grandes ont tendance à être associées aux tailles réduites. La taille à une profondeur de 250 mm dans les dispositifs est en corrélation avec la saturation en oxygène de l'eau hyporrhéique. Dans tous les sites, la saturation en oxygène de l'eau hyporrhéique est fonction inverse de la conductivité, ce qui indique la présence d'eau souterraine. La variation de la taille des embryons est donc liée à la variation de la prédominance de l'eau souterraine désoxygénée dans la zone hyporrhéique.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 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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