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Climate and intraspecific competition control the growth and life history of juvenile sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) in Iliamna Lake, Alaska

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Abstract:

Recent climate changes have had marked effects on the ice-free season and thermal conditions in many high-latitude lakes, but their ecological effects combine with density-dependent processes to affect fish growth and life history. To better understand the relative roles of climate and intraspecific density, we applied Gaussian state–space models to long-term data (1962–2006) on growth of juvenile sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) in Iliamna Lake, Alaska, USA. Both temperature and density influenced fry size at the end of their first growing season, but the positive effect of temperature exceeded the negative effects of density. Fry growth was affected by the magnitude of their own cohort more strongly than by the previous brood (i.e., yearlings). In contrast, density was more important than temperature in Lake Aleknagik, also in Bristol Bay, over the same period of record, probably because Iliamna Lake is cooler and has generally lower densities of juvenile sockeye salmon than Lake Aleknagik. In both lakes, the size of the fish at the end of the first growing season affects smolt size and age at seaward migration, hence survival at sea and age at maturity, so the relative effects of climate and density depend on the ecological context.

Les changements climatiques récents ont eu des effets marqués sur la saison libre de glace et les conditions thermiques dans plusieurs lacs de haute latitude, mais leurs effets écologiques s’allient aux processus dépendants de la densité pour affecter la croissance et le cycle biologique des poissons. Afin de mieux comprendre les rôles respectifs du climat et de la densité intraspécifique, nous avons utilisé des modèles état-espace gaussiens avec des données récoltées pendant une longue période (1962–2006) sur la croissance des jeunes saumons rouges, Oncorhynchus nerka, au lac Iliamna, Alaska, É.-U. La température et la densité affectent toutes deux la taille des alevins à la fin de leur première saison de croissance, mais les effets positifs de la température surpassent les effets négatifs de la densité. La croissance des alevins est affectée plus fortement par l’importance de leur propre cohorte que par la cohorte précédente (saumons d’un an). En revanche, la densité est plus importante au lac Aleknagik, de même que dans la baie de Bristol, durant la même période d’inventaire, probablement parce que le lac Iliamna est plus frais et contient généralement des densités plus faibles de jeunes saumons que le lac Aleknagik. Dans les deux lacs, la taille des poissons à la fin de leur première saison de croissance affecte la taille des saumoneaux et l’âge de la migration vers la mer, et donc la survie en mer et l’âge à la maturité; ainsi, les effets respectifs du climat et de la densité dépendent du contexte écologique.

Document Type: Research Article

Publication date: 2009-02-01

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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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