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Regional climatic drivers of synchronous zooplankton dynamics in north-temperate lakes

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Abstract:

The role that climate plays in determining the temporal dynamics of freshwater zooplankton is poorly understood, despite its potential to synchronize population dynamics on a regional basis. We quantify the spatial synchrony of common zooplankton taxa among lakes in the Dorset, Ontario, area and investigate the climatic mechanisms responsible for these patterns at both annual and seasonal scales. We show that the dynamics of several taxa are characterized by similar patterns of abundance among lakes across the region, suggesting a synchronising effect of climate on zooplankton population abundances. Using multiple regression analyses to compare zooplankton dynamics with climatic and in-lake variables, we find that El Niño – Southern Oscillation (ENSO) events and ice cover variability are among the most important predictors of synchrony at annual and seasonal scales, particularly for Leptodiaptomus and Bosmina. Leptodiaptomus, a dominant herbivore in these lakes, had decreased abundances in years with earlier ice-off dates and shorter periods of ice cover. Secchi depth was also synchronous and appeared to respond to regional meteorological factors (spring temperature and precipitation, ice duration). A warming climate with the ability to modify ice and ENSO dynamics, as well as temperature and precipitation patterns, may also alter the structure and dynamics of zooplankton communities in north-temperate lakes.

On comprend mal le rôle du climat dans la dynamique du zooplancton d’eau douce, malgré sa fonction potentielle dans la synchronisation de la dynamique des populations à l’échelle régionale. Nous mesurons le synchronisme spatial de taxons communs du zooplancton dans des lacs de la région de Dorset, Ontario, et nous recherchons les mécanismes climatiques responsables de ces patrons, tant à l’échelle annuelle que saisonnière. Nous montrons que la dynamique de plusieurs taxons se caractérise par des patrons d’abondance semblables dans les lacs de toute la région, ce qui laisse croire à un effet de synchronisation du climat sur les abondances des populations zooplanctoniques. Des analyses de régression multiple qui comparent la dynamique du zooplancton aux variables du climat et du lac indiquent que les événements d’oscillation australe – El Niño (ENSO) et la variabilité de la couverture de glace sont les facteurs explicatifs les plus importants du synchronisme aux échelles annuelle et saisonnière, particulièrement chez Leptodiaptomus et Bosmina. L’abondance de Leptodiaptomus, un herbivore dominant dans ces lacs, décroît les années où la date de dégel est plus hâtive et la durée de la couverture de glace plus courte. Il y a aussi une synchronisation des profondeurs de Secchi qui semblent réagir aux facteurs météorologiques régionaux (températures et précipitations au printemps, durée de la couverture de glace). Un climat qui se réchauffe et qui peut modifier la dynamique de la glace et d’ENSO, ainsi que les patrons de température et de précipitations, peut aussi altérer la structure et la dynamique des communautés de zooplancton des lacs de la région nord-tempérée.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 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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