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Trait patterns of aquatic insects across gradients of flow-related factors: a multivariate analysis of Canadian national data

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Abstract:

Large-scale comparisons of aquatic bioassessment metrics based on taxonomic composition are currently constrained by the biogeographic limitations of taxon occurrence. The use of species trait patterns offers a possibility to overcome this constraint. We examine the assertion that the trait composition of aquatic insect communities changes in a consistent manner along similar environmental disturbance gradients by evaluating relationships between traits and three flow-related variables (velocity, water temperature, and dissolved oxygen) in 13 independently collected Canadian data sets. Certain trait states such as low crawling rate, common occurrence in drift, short adult life span, erosional rheophily, medium size at maturity, and cold or cool thermal preference were consistently sensitive to all three flow-related factors, velocity in particular, despite biogeographic differences in faunal composition. Trait modalities exhibiting the highest mean correlation with velocity, temperature, and dissolved oxygen were identified, and the potential confounding effect of trait “syndromes” was addressed by restricting the selection of flow-sensitive traits to those with high evolutionary lability. The results of the study provide a basis for the future development of flow bioassessment metrics at the national Canadian scale and potentially at the international scale.

La comparaison à grande échelle des métriques de l’évaluation biologique en milieu aquatique basée sur la composition taxonomique est actuellement gênée par les restrictions biogéographiques de la présence des espèces. L’utilisation des patrons de traits biologiques des espèces offre la possibilité de surmonter cette contrainte. Nous examinons l’affirmation selon laquelle la composition des traits biologiques d’une communauté d’insectes aquatiques change de manière semblable le long de gradients similaires de perturbation environnementale en évaluant les relations entre les traits biologiques et trois variables associées au débit (vitesse du courant, température de l’eau et concentration d’oxygène dissous) dans 13 séries de données indépendantes récoltées au Canada. Certains états des traits, tels que taux de reptation faible, présence fréquente dans la dérive, courte durée de la vie adulte, rhéophilie dans la zone d’érosion, taille moyenne à maturité, préférence thermique pour les milieux frais ou froids, sont constamment sensibles à toutes les trois variables reliées au débit, particulièrement à la vitesse de courant, malgré les différences biogéographiques de composition faunistique. Nous avons identifié les modalités des traits qui montrent la corrélation moyenne la plus élevée avec la vitesse, la température et l’oxygène dissous; nous avons corrigé l’effet confondant potentiel des « syndromes » de traits en restreignant notre choix de traits sensibles au débit à ceux qui sont fortement labiles dans l’évolution. Les résultats de notre étude fournissent donc des bases pour l’établissement futur de métriques d’évaluation biologique du débit à l’échelle nationale du Canada et potentiellement pour utilisation internationale.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2008

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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/2008/00000065/00000004/art00010
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