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Relating stream physical habitat condition and concordance of biotic productivity across multiple taxa

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Abstract:

To explore the potential of assessments of stream geomorphic condition and habitat quality in evaluating lotic productivity, we investigated concordance of stream biotic productivity (aquatic macroinvertebrates, crayfish, fish, and belted kingfishers (Ceryle alcyon)) and their physical habitat correlates in 18 streams in the Champlain Valley, Vermont, USA. Pearson correlation analysis indicated significant concordance between macroinvertebrate density and fish biomass (r = 0.76), between the density of macroinvertebrates in the orders Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera and fish biomass (r = 0.81), and between fish biomass and kingfisher brood weight (r = 0.54). We used principal component analysis followed by linear regression to investigate relationships between physical habitat condition and biotic productivity and to identify key components of physical habitat condition assessments. Our analysis supported the combined use of geomorphic and habitat assessments as a comprehensive indicator of stream physical habitat condition. We found relationships between habitat assessment scores and productivity measures of all taxa except crayfish, suggesting similar responses to physical condition across trophic levels. Our results encourage the use of additional taxa, in addition to widely used macroinvertebrate metrics, as indicators of the composite effects of physical habitat impairment in stream ecosystems.

Afin d’examiner le potentiel des caractéristiques géomorphiques et de la qualité d’habitat d’un cours d’eau pour en évaluer la productivité, nous déterminons la concordance entre la productivité biotique (macroinvertébrés aquatiques, écrevisses, poissons et martins-pêcheurs d’Amérique (Ceryle alcyon)) et les variables physiques associées de l’habitat dans 18 cours d’eau de la vallée du lac Champlain, Vermont, É.-U. Une analyse de corrélation de Pearson indique une concordance significative entre la densité des macroinvertébrés et la biomasse des poissons (r = 0,76), entre la densité des macroinvertébrés des ordres des Éphéméroptères, des Plécoptères et des Trichoptères et la biomasse des poissons (r = 0,81), ainsi qu’entre la biomasse des poissons et la masse des couvées de martins-pêcheurs (r = 0,54). Une analyse en composantes principales suivie d’une analyse de régression linéaire a servi à déterminer les relations entre la condition physique de l’habitat et la productivité biotique et à identifier les éléments essentiels pour l’évaluation de la condition physique de l’habitat. Notre analyse appuie l’utilisation d’une évaluation combinée de la géomorphologie et de l’habitat comme indicateur global de la condition physique d’un habitat d’eau courante. Nous trouvons des relations entre les mesures d’évaluation de l’habitat et l’importance de la productivité chez tous les taxons à l’exception des écrevisses, ce qui laisse croire que les réactions aux conditions physiques sont semblables à tous les niveaux trophiques. Nos résultats appuient l’utilisation de taxons additionnels, en plus des métriques de macroinvertébrés largement employées, comme indicateurs des effets globaux de la détérioration de l’habitat dans les écosystèmes d’eau courante.

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2008

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