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Direct versus indirect pathways of salmon-derived nutrient incorporation in experimental lotic food webs

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Abstract:

The objective of our study was to examine how salmon carcass subsidization through alternative trophic pathways affected stream food web productivity. Three salmon carcass treatments (dissolved carcass nutrients only, dissolved carcass nutrients+ carcass material, and a carcass-free control) were replicated five times in artificial stream channels. We quantified changes in water chemistry and the production of periphyton, macroinvertebrates, and age 0+ steelhead trout (i.e., sea-run rainbow trout, Oncorhynchus mykiss) over 65days. Dissolved ammonium and periphyton chlorophylla concentrations increased for an approximate 2-week period in both carcass-augmented treatments. However, there was no commensurate effect on periphyton ash-free dry mass. Total macroinvertebrate biomass was significantly greater in the presence of nutrients+ material after 65days, but no such increase was observed in response to the addition of dissolved nutrients only. Despite modest and inconsistent effects at lower trophic levels, both the nutrients only and nutrients+ material treatments increased the growth and condition of age 0+ steelhead trout, with significantly greater gains occurring in the presence of nutrients+ material. These data suggest that while salmon carcasses can enhance the short-term growth of juvenile salmonids via bottom-up pathways, the availability and direct consumption of carcass biomass may promote a substantial amount of additional production.

L’objectif de notre étude est d’examiner comment les apports des carcasses de saumons à travers des voies trophiques de rechange affectent la productivité des réseaux alimentaires dans les cours d’eau. Trois traitements expérimentaux avec des carcasses de saumons (nutriments dissous des carcasses seuls, nutriments dissous des carcasses+ matériaux des carcasses, témoins sans carcasse) ont été répétés cinq fois dans des canalisations artificielles d’eau courante. Nous avons mesuré les changements de chimie des eaux, ainsi que la production du périphyton, des macroinvertébrés et des truites arc-en-ciel anadromes (Oncorhynchus mykiss) d’âge 0+ pendant 65jours. Dans les deux traitements contenant des carcasses, les concentrations d’ammonium dissous et de chlorophyllea du périphyton ont augmenté pendant une période d’environ 2 semaines. Il n’y a pas eu, cependant, d’effet du même ordre sur la masse sèche sans les cendres du périphyton. La biomasse totale de macroinvertébrés était significativement plus élevée en présence des nutriments+ matériaux après 65jours; cependant, l’addition des seuls nutriments dissous ne produit pas d’accroissement comparable. Malgré les effets modestes et irréguliers aux niveaux trophiques inférieurs, les traitements impliquant soit les nutriments seuls ou les nutriments+ matériaux augmentent la croissance et la condition des truites arc-en-ciel anadromes d’âge 0+, avec des gains significativement plus élevés en présence des nutriments+ matériaux. Nos résultats indiquent que, bien que les carcasses de saumons puissent accroître la croissance à court terme des jeunes salmonidés par des voies ascendantes, la disponibilité et la consommation directe de la biomasse des carcasses peuvent promouvoir une quantité important de production additionnelle.

Document Type: Research Article

Publication date: 2010-12-01

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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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