Spatial and environmental correlates of fish community structure in Canadian Shield lakes

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Abstract:

We used data on fish species biomass from 38 lakes of the Canadian Shield (Québec) to determine the contribution of environmental (lake and watershed morphometry) and spatial (e.g., hydrographic connectivity and geographic coordinates) variables on fish community structure. By using a combination of multivariate analyses, we show that nearly half of the variation in the fish community structure is explained by the independent contributions of spatial and environmental factors. Walleye (Sander vitreus) and lake whitefish (Coregonus clupeaformis) were significantly associated with the absence of beaver (Castor canadensis) dams, whereas northern pike (Esox lucius) was positively correlated with beaver dam presence. Altitude and longitude, but not current patterns in lake connectivity, were the main explanatory spatial variables accounting for the observed pattern in fish community structure. Large piscivorous fish were associated with a reduced richness and biomass of small prey, suggesting that predation is a structuring factor in these lakes. By showing that geographic coordinates and altitude are better descriptors of fish community structure than hydrographic connections, our study suggests that past colonization routes are relatively more important than current ones in structuring fish communities at the landscape level. This interpretation is supported by recently published genetic data.

Nous avons utilisé des données de biomasse des espèces de poissons dans 38 lacs du bouclier canadien (Québec) pour déterminer la contribution des variables environnementales (morphométrie du lac et du bassin versant) et spatiales (p. ex. connectivité hydrographique et coordonnées géographiques) sur la structure des communautés de poissons. En utilisant différentes analyses multivariables, nous avons montré que presque la moitié de la variation dans la structure des communautés de poissons est expliquée par une contribution indépendante de facteurs spatiaux et environnementaux. Le doré jaune (Sander vitreus) et le grand corégone (Coregonus clupeaformis) étaient significativement associés à l'absence de barrages de castor (Castor canadensis), alors que le grand brochet (Esox lucius) était corrélé directement avec la présence de barrages de castor. L'altitude et la longitude, mais pas les patrons actuels de connectivité entre les lacs, étaient les principales variables qui expliquaient les patrons observés dans la structure des communautés de poissons. Les grands piscivores étaient associés à une richesse spécifique et une biomasse réduites des petits poissons proies, suggérant que la prédation est un facteur structurant dans ces lacs. En montrant que les coordonnées géographiques et l'altitude sont de meilleurs descripteurs de la structure des communautés de poissons que les connexions hydrographiques, notre étude suggère que les anciennes voies de colonisation sont relativement plus importantes que les voies actuelles dans la structuration des communautés des poissons au niveau du paysage. Des données génétiques publiées récemment supportent cette hypothèse.

Document Type: Research Article

Publication date: December 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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