The influence of air temperature, groundwater discharge, and climate change on the thermal diversity of stream fishes in southern Ontario watersheds

Authors: Chu, Cindy; Jones, Nicholas E; Mandrak, Nicholas E; Piggott, Andrew R; Minns, Charles K

Source: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 65, Number 2, February 2008 , pp. 297-308(12)

Publisher: NRC Research Press

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The availability of suitable thermal habitat for fishes in streams is influenced by several factors, including flow, channel morphology, riparian vegetation, and land use. This study examined the influence of air temperature and groundwater discharge, predictors of stream temperature, on the thermal diversity (cold-, cool-, and warm-water preferences) of stream fish communities in southern Ontario watersheds. Site-level fish sampling data were used to assess the thermal diversity of 43 quaternary watersheds using three metrics, the proportion of sites within a watershed having (i) cold-, (ii) cool-, and (iii) warm-water fishes. Our results indicated that 53.9% of the variances in cold-water and 54.1% of the variances in warm-water fish distributions within the watersheds could be attributed to groundwater discharge and air temperature variables. Climate change scenarios suggested that watersheds with high groundwater discharge and the associated thermal diversity of fishes within those watersheds are less sensitive to climate change than watersheds with low groundwater discharge. Conservation of groundwater resources will be required to lessen climate change impacts on the thermal habitat and thermal diversity of stream fishes in southern Ontario watersheds.

La disponibilité d’habitats adéquats au niveau thermique pour les poissons dans les cours d’eau est influencée par de nombreux facteurs, dont le débit, la morphologie du chenal, la végétation de la rive et l’utilisation des terres. Notre étude examine l’influence de la température de l’air et de l’apport d’eau souterraine, des variables explicatives de la température des cours d’eau, sur la diversité thermique (préférences pour les eaux froides, fraîches ou chaudes) des peuplements de poissons d’eau courante dans des bassins versants du sud de l’Ontario. Des données d’inventaire des poissons à l’échelle du site ont servi à évaluer la diversité thermique de 43 bassins versants quaternaires à l’aide de trois métriques, soit les proportions des sites dans le bassin versant qui ont des poissons (i) d’eau froide, (ii) d’eau fraîche et (iii) d’eau chaude. Nos résultats indiquent que 53,9 % des variances des répartitions des poissons d’eau froide et 54,1 % des variances des répartitions des poissons d’eau chaude dans les bassins versants peuvent s’expliquer par les variables d’écoulement d’eau souterraine et de température de l’air. Des scénarios de changement climatique indiquent que les bassins versants ayant de forts écoulements d’eau souterraine et une diversité thermique correspondante de poissons sont moins sensibles au changement climatique que les bassins versants à faible écoulement d’eau souterraine. Il sera nécessaire d’assurer la conservation des ressources d’eau souterraine si l’on veut diminuer les impacts du changement climatique sur les habitats thermiques et la diversité thermique des poissons d’eau courante dans les bassins versants du sud de l’Ontario.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2008

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