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Watershed-level sampling effort requirements for determining riverine fish species composition

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Abstract:

Accurate assessments of watershed-level species composition are necessary for comparative ecological studies, ecosystem health assessments, monitoring, and aquatic conservation prioritization. Several studies have addressed sampling effort requirements for characterizing fish species composition at a section of stream, but none have examined watershed-level requirements. In the spring and summer of 2002, we extensively sampled nine Great Lakes watersheds to assess sampling-effort requirements. Sampling requirements increased with the targeted percentage of estimated species richness. Sampling 15–119 randomly selected reaches of stream, stratified by stream order, was on average sufficient to detect 80%–100% of estimated species richness. Watershed size (km2) and estimated species richness each showed a weak, negative correlation with sampling-effort requirements in our study streams, with Pearson's correlation coefficients of –5.06 and –0.590, respectively. Because of among-watershed variability in sampling effort requirements, field crews should plot species accumulation curves onsite to determine adequate inventory completion. Based on the difficulty of detecting the last 10% of species, random sampling should be conducted in conjunction with targeted sampling of rare species.

Des évaluations précises de la composition des espèces à l'échelle du bassin versant sont nécessaires pour les études écologiques comparées, l'évaluation de la santé des écosystèmes, le suivi environnemental et la définition des priorités de conservation aquatique. Plusieurs études ont cherché à déterminer les efforts d'échantillonnage requis pour caractériser la composition spécifique des poissons dans une section de cours d'eau, mais aucune n'a abordé le problème à l'échelle du bassin versant. Au printemps et en été 2002, nous avons fait un important échantillonnage de neuf bassins versants des Grands Lacs afin de déterminer les efforts d'échantillonnage requis. L'échantillonnage requis augmente en fonction du pourcentage de la richesse spécifique estimée que l'on vise à atteindre. L'échantillonnage de 15–119 sections de cours d'eau choisies aléatoirement, stratifiées en fonction de l'ordre du cours d'eau, suffit en moyenne pour détecter respectivement 80 et 100 % de la richesse spécifique estimée. Il existe une corrélation négative faible entre la taille du bassin versant (km2) et la richesse spécifique estimée, d'une part, et les efforts d'échan tillon nage requis dans les cours d'eau étudiés, d'autre part; les coefficients de corrélation de Pearson respectifs sont de –5,06 et de –0,590. Puisque les efforts d'échantillonnage requis varient d'un bassin versant à un autre, les équipes d'inventaire devraient tracer les courbes d'accumulation des espèces pour s'assurer qu'elles ont complété un inventaire adéquat. Comme les derniers 10 % des espèces sont difficiles à obtenir, l'échantillonnage aléatoire devrait s'accompagner d'un échantillonnage ciblé des espèces rares.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-07-01

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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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