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Using zooplankton biomass size spectra to assess ecological change in a well-studied freshwater lake ecosystem: Oneida Lake, New York

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Abstract:

We explored the sensitivity of three descriptors of zooplankton size spectra (slope, periodic, and Pareto II models) to environmental changes in Oneida Lake, New York, and then used documented environmental changes to model the responses of zooplankton biomass using a general linear model. Using multiple regressions, we identified significant ecological events in Oneida Lake that could affect zooplankton biomass before actual model testing and assessed the three size spectrum models based on their sensitivity to these known variables. The intercept of the slope (linear regression) model was responsive to changes, but the slope was not. The periodic (quadratic) model showed no sensitivity in detecting ecological change. The Pareto II model (probability distribution function) demonstrated the most sensitivity to all ecological variables but was complex to model and there was no direct relationship between its parameters and biological events. The general linear model regression approach proved relatively sensitive to environmental change and had the added benefit of providing a graphical means of biologically assessing differences between years. In general, zooplankton biomass size spectra were responsive to changes in conditions in the Oneida Lake environment, and we believe that size-based approaches have potential as a biotic index in freshwater lake ecosystems.

Nous avons examiné la sensibilité de trois descripteurs des spectres de taille du zooplancton (modèle de la pente et les modèles périodique et Pareto II) aux changements environnementaux au lac Oneida, New York; nous avons ensuite utilisé les changements environnementaux connus pour prédire à l'aide d'un modèle linéaire général les réactions de la biomasse du zooplancton. Avant de tester les modèles, nous avons identifié au moyen de régressions multiples les événements écologiques significatifs dans le lac Oneida qui pourraient affecter la biomasse du zooplancton; nous avons alors évalué les trois modèles de structure en taille d'après leur sensibilité à ces variables identifiées. L'ordonnée à l'origine du modèle de la pente (régression linéaire) réagit aux changements, mais non la pente elle-même. La sensibilité du modèle périodique (quadratique) ne permet pas de détecter les changements écologiques. Le modèle Pareto II (fonction de distribution de probabilité) est le plus sensible à toutes les variables écologiques, mais il est complexe à établir et il n'y a pas de relation directe entre ses paramètres et les événements biologiques. La méthode du modèle linéaire général de régression est relativement sensible aux changements du milieu et il permet en plus d'évaluer graphiquement les différences entre les années sur une base biologique. En général, les spectres de taille de la biomasse du zooplancton sont sensibles aux changements de conditions de l'environnement au lac Oneida; nous croyons que les méthodes basées sur les tailles ont le potentiel de servir comme indices biotiques dans les écosystèmes lacustres d'eau douce.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-12-01

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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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