Shifts between biotic and physical driving forces of species organization under natural disturbance regimes

Authors: Monti, Dominique; Legendre, Pierre

Source: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 66, Number 8, August 2009 , pp. 1282-1293(12)

Publisher: NRC Research Press

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The high ecological values (i.e., the benefits that space, water, minerals, biota, and all other factors that make up natural ecosystems provide to support native life forms) and diversities found in tropical islands emphasize the importance of incorporating disturbance into ecological models. This is of major concern in appreciating how species will survive and adapt to changes and the consequences expected in terms of biodiversity. We predicted that in lotic systems, modification to natural disturbance regimes (fluvial action) would have strong consequences on community organization, with strong disturbance regimes reducing species competitive exclusion through changes in space occupation. We tested this prediction by relating microdistribution data from a crustacean species (Atya innocous, Decapoda, Atyidae) in small and large rivers in Guadeloupe to two, independently obtained sets of explanatory variables describing the physical environment, as well as the crustacean and fish competitors. Our results show that in rivers with high-energy flow, the driving forces for species coexistence were mostly environmental, whereas in rivers with low-energy flow, biotic interactions were prevalent. These differences linked to natural disturbance regimes revealed that disturbance was a stochastic factor, overlying the classical community-structuring factors and affecting global species relationships.

La haute valeur écologique (c’est-à-dire les bénéfices que l’espace, l’eau, la géologie, le vivant et tous les autres éléments procurent aux écosystèmes naturels qui maintiennent les formes de vie locales) et les hautes diversités rencontrées dans les îles tropicales, renforcent l’importance de la prise en compte des perturbations dans les modèles écologiques. Ce point est important dans l’appréciation de la manière dont les espèces survivent et s’adaptent aux changements, de même que les conséquences attendues en termes de biodiversité. Nous avons formulé l’hypothèse que dans les systèmes lotiques, les modifications des régimes naturels de perturbation (action de l’eau) auront des conséquences importantes sur l’organisation des communautés avec, dans un fort régime de perturbation, une réduction de l’exclusion compétitive liée à des changements dans l’occupation de l’espace par les espèces. Nous avons testé cette hypothèse en mettant en relation des données de distribution à petite échelle de l’espèce de crustacés Atya innocous (Décapode, Atyidae) dans de petites et grandes rivières de la Guadeloupe avec deux ensembles indépendants de données reliant des variables explicatives environnementales avec les abondances locales de crustacés et de poissons. Nos résultats montrent que dans les rivières à fortes variations de débit, les forces qui déterminent la coexistence entre espèces sont principalement environnementales alors que dans les rivières à faibles variations de débit les interactions entre les espèces sont davantage déterminantes. Ces différences liées au régime hydrologique révèlent que les perturbations naturelles peuvent se superposer au déterminisme classique structurant les communautés pour affecter les relations globales entre les espèces.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2009

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