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Effect of the spatial arrangement of habitat patches on the development of fish habitat models in the littoral zone of a Canadian Shield lake

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Abstract:

We developed fish habitat models in a Canadian Shield lake using (i) a sampling-site approach based on analytical units having a surface area equal to that of sampling sites (S ~ 200 m2), (ii) a constant-multiple approach in which the analytical units constituted grouping of adjacent sampling sites in units of increasing sizes (e.g., 2S or 3S), and (iii) a habitat-patch approach in which only contiguous sampling sites with similar environmental characteristics were merged. The best models explaining within-lake variations in fish density, biomass, and community structure on the littoral zone were obtained using the constant-multiple approach, but the predictive power of these models was highly variable (0 < R2 < 0.9) compared with the habitat-patch approach (0.27 < R2 < 0.49). For these approaches, intrinsic variables (estimated inside the analytical units) explained on average 16%–27% of the variations of fish descriptors compared with 6%–32% for extrinsic variables (observed outside analytical units or related to the spatial arrangement of habitat characteristics). Our study suggests that habitat patches are reliable analytical units with which to develop fish-habitat models. Our study also indicates that inclusion of variables that refer to landscape characteristics may significantly improve the predictive power of fish habitat models.

Nous avons développé des modèles d'habitats d'un lac du Bouclier canadien en comparant (i) une approche dite par sites, dont l'unité d'analyse était équivalente à la dimension des sites d'échantillonnage (S ~ 200 m2), (ii) une approche dite contiguë multiple, dont l'unité d'analyse était constituée de groupements de sites de tailles croissantes (p.ex. 2S ou 3S) et (iii) une approche dite de taches d'habitats, dont l'unité d'analyse correspondait à des groupements de sites contigus partageant les mêmes caractéristiques environnementales. Les modèles les plus performants expliquant les variations intra-lac de la densité, de la biomasse et de la structure de la communauté de poissons de la zone littorale ont été obtenus à l'aide des approches par sites (0 < R2 < 0,9) et par taches d'habitat (0,27 < R2 < 0,49). Toutefois, les modèles développés à l'aide de l'approche par sites étaient très variables. Dans les deux approches, les variables propres (variables estimées à l'intérieur d'une unité d'analyse) contribuaient en moyenne entre 16 et 27 % de la variation des descripteurs de la communauté, alors que les variables associées (variables estimées à l'extérieur de l'unité d'analyse ou liées à l'arrangement spatial des habitats) contribuaient entre 6 et 32 %. Notre étude suggère que les taches d'habitat sont des unités d'analyse fiables permettant le développement de modèles d'habitat de poissons. Notre étude indique également que l'inclusion de variables se référant aux caractéristiques du paysage peut améliorer la performance des modèles d'habitat de poissons.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2006

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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/2006/00000063/00000004/art00003
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