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A spatial autocorrelative model for targeting stream restoration to benefit sensitive nongame fishes

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Stream restoration projects often aim to benefit aquatic biota and frequently use the reappearance of sensitive nongame fish species as a measure of restoration success. However, mitigation of human influence will only benefit a given species where static habitat characteristics are suitable for that species and where potential source populations are within the range of their dispersal capability. We used spatial autoregressive habitat models to simulate the effect of watershed-scale stream restoration on the distributions of six sediment-sensitive fish species in Wisconsin, USA, streams. These models consider the probability of occurrence of a species in a given stream segment as a function of characteristics of that segment as well as the characteristics of neighboring segments. Populations of individual species are predicted to be restorable in 0.2%–2.8% of Wisconsin streams. Streams with high restoration potential for one or more species generally have high watershed human land use but are also closely connected through the stream network to relatively undisturbed streams. These results indicate that habitat restoration for nongame stream fishes will be most effective when it builds onto existing suitable habitat because of both dispersal limitation and spatial autocorrelation of habitat characteristics.

Les projets de restauration des cours d’eau visent souvent à favoriser les organismes aquatiques et utilisent fréquemment la réapparition d’espèces de poissons non sportifs sensibles comme mesure du succès de la restauration. Cependant, la mitigation de l’influence anthropique ne va bénéficier à une espèce seulement là où les caractéristiques statiques de l’habitat sont adéquates pour cette espèce et lorsque des populations sources potentielles existent dans la portée de leur capacité de dispersion. Nous utilisons des modèles spatiaux autorégressifs de l’habitat pour simuler l’effet d’une restauration à l’échelle du bassin versant sur la répartition de six espèces de poissons sensibles aux sédiments dans des cours d’eau du Wisconsin, É.-U. Ces modèles tiennent compte de la probabilité de la présence d’une espèce dans un segment donné d’un cours d’eau comme une fonction des caractéristiques de ce segment et aussi des caractéristiques des segments voisins. Nous prédisons que des populations des différentes espèces particulières peuvent être restaurées dans 0,2%–2,8% des cours d’eau du Wisconsin. Les cours d’eau qui présentent un fort potentiel de restauration pour une ou plusieurs espèces ont généralement une importante utilisation humaine de leur bassin versant, mais ils ont aussi par leur réseau hydrographique des connections proches à des cours d’eau relativement peu perturbés. Nos résultats indiquent que la restauration des habitats pour les poissons lotiques non sportifs sera la plus efficace si elle se base sur un habitat existant adéquat, étant donné les limites de la dispersion et l’autocorrélation spatiale des caractéristiques de l’habitat.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2010

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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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