Numerical changes in stream-resident brown trout (Salmo trutta): uncovering the roles of density-dependent and density-independent factors across space and time

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Abstract:

The objective was to uncover the roles of environmental, density-independent, and intrinsic, density-dependent factors as drivers of population size in stream-resident brown trout (Salmo trutta) across space and time. The study was based on census data and environmental variables collected every fourth month over 1986–2006 at 12 sites selected along four Rio Esva tributaries (northwestern Spain). Density-dependent hypotheses involving the operation of current and lagged densities on recruitment and subsequent spawner density were analyzed at three increasingly larger geographical scales (site, stream, and river drainage). No evidence supported these hypotheses, suggesting an overall lack of negative feedbacks among year classes. Stream discharge in March when trout emerge and site depth explained substantial amounts of spatiotemporal variation in recruitment. The effects of these two factors on recruitment were sufficiently strong to be detected in year-class mortality and subsequent spawner density. Discharge and site depth determine the amount of spatial habitat suitable for sized individuals during their lifetime and, hence, the maximum number of individuals across space and time. Recruitment dependence, as a delayed density-dependent factor, adjusts the numbers in excess to the numbers established by spatial habitat. These findings differ markedly from the prediction of the most recent theories of population dynamics and are discussed in this context.

L’objectif de cette recherche est de découvrir les rôles des facteurs environnementaux indépendants de la densité et des facteurs intrinsèques dépendants de la densité comme variables explicatives de la variation de la taille des populations dans le temps et dans l’espace chez des truites brunes (Salmo trutta) résidantes en eau courante. L’étude se base sur des données d’inventaire et des mesures de variables environnementales obtenues à tous les quatrièmes mois en 1986–2006 à 12 sites le long de quatre tributaires du Rio Esva (nord-ouest de l’Espagne). Des hypothèses de densité dépendance impliquant le rôle du courant et des densités déphasées sur le recrutement et la densité subséquente des reproducteurs ont été analysées à des échelles géographiques progressivement plus grandes (site, cours d’eau et bassin versant). Aucune donnée n’appuie ces hypothèses, ce qui laisse croire à l’absence globale de rétroaction négative entre les classes d’âge. Le débit du cours d’eau en mars lors de l’émergence des truites, ainsi que la profondeur du site, expliquent une partie importante de la variation spatio-temporelle du recrutement. Les effets de ces deux facteurs sur le recrutement sont suffisamment importants pour être décelés dans la mortalité des différentes classes d’âge et dans la densité subséquente des reproducteurs. Le débit et la profondeur du site déterminent l’étendue de l’habitat adéquat pour les individus en fonction de leur taille au cours de leur vie et, par conséquent, le nombre maximum d’individus dans l’espace et dans le temps. La dépendance du recrutement, comme facteur de densité dépendance retardé, ajuste les densités en surplus des nombres fixés par l’habitat spatial. Ces résultats diffèrent considérablement des prédictions des théories les plus récentes sur la dynamique des populations et ils sont discutés dans ce contexte.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2007

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