Regional, watershed, and site-specific environmental influences on fish assemblage structure and function in western Lake Superior tributaries

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The relative importance of regional, watershed, and in-stream environmental factors on fish assemblage structure and function was investigated in western Lake Superior tributaries. We selected 48 second- and third-order watersheds from two hydrogeomorphic regions to examine fish assemblage response to differences in forest fragmentation, watershed storage, and a number of other watershed, riparian, and in-stream habitat conditions. Although a variety of regional, fragmentation, and storage-related factors had significant influences on the fish assemblages, water temperature appeared to be the single most important environmental factor. We found lower water temperatures and trout–sculpin assemblages at lower fragmentation sites and higher temperatures and minnow–sucker–darter assemblages as storage increased. Factors related to riparian shading and flow separated brook trout streams from brown trout (Salmo trutta) – rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) streams. Functionally, fish assemblages at lower fragmentation sites were dominated by cold-water fishes that had low silt tolerance and preferred moderate current speeds, while fishes with higher silt tolerances, warmer temperature preferences, and weaker sustained swimming capabilities were most common at higher storage sites. Our results suggest that site-specific environmental conditions are highly dependent on regional- and watershed-scale characters and that a combination of these factors operates in concert to influence the structure and function of stream fish assemblages.

Nous avons déterminé l'importance relative des facteurs environnementaux de la région, du bassin versant et du cours d'eau lui-même sur la structure et le fonctionnement de communautés de poissons dans des tributaires de la région occidentale du lac Supérieur. Nous avons choisi 48 bassins versants d'ordres 2 et 3 dans deux régions hydrogéomorphologiques afin d'étudier la réponse des communautés de poissons à des différences de fragmentation des forêts, de rétention des bassins versants et de plusieurs autres conditions de l'habitat reliées au bassin versant, à la rive et au cours d'eau. Bien que plusieurs facteurs associés à la région, à la fragmentation et à la rétention aient une influence significative sur les communautés de poissons, la température semble être le facteur environnemental unique le plus important. Dans les sites de fragmentation réduite, les températures de l'eau sont plus basses et la communauté de salmonidés et de chabots prédomine, alors que lorsque la rétention augmente, les températures sont plus élevées et la communauté de ménés, de meuniers et de dards domine. Les facteurs reliés à l'ombrage des rives et au débit permettent de séparer les cours d'eau à ombles de fontaines des cours d'eau à truites brunes (Salmo trutta) et arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). Dans les sites de fragmentation plus faible, la communauté de poissons est dominée fonctionnellement par des poissons d'eau froide, à faible tolérance de l'envasement et avec une préférence pour les courants moyens, alors que les poissons qui tolèrent plus l'envasement, qui préfèrent les eaux plus chaudes et qui possèdent des capacités de nage soutenue plus faibles se retrouvent plus communément dans des sites de rétention plus grande. Nos résultats indiquent que les conditions du milieu reliées au site dépendent fortement des caractéristiques qui existent aux échelles de la région et du bassin versant et qu'une combinaison de ces facteurs agissent de concert pour affecter la structure et le fonctionnement des communautés de poissons d'eau courante.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2005

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