Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố theo chiều dọc của cá hồi nâu ngoại lai (Salmo trutta) trong một dòng suối vùng núi: một cách tiếp cận mô hình hóa không gian rõ ràng
Tóm tắt
Các loài cá hồi thường phân tán dọc theo các gradient độ cao, nhưng các cơ chế thúc đẩy mô hình này chưa được hiểu rõ. Tại sông Logan, Utah, Hoa Kỳ, cá hồi nâu ngoại lai (Salmo trutta) chiếm ưu thế ở độ cao thấp nhưng gần như vắng mặt tại các độ cao cao với cá hồi Bonneville cutthroat bản địa (Onchorhynchus clarkii utah). Chúng tôi đã sử dụng phương pháp mô hình hóa Bayesian rõ ràng không gian để đánh giá cách các điều kiện phi sinh học (miêu tả các cơ chế liên quan đến nhiệt độ và môi trường sống vật lý) cũng như áp lực hạt giống giải thích sự phân bố của cá hồi nâu trong hệ thống này. Nhiều biến covariate đã giải thích mạnh mẽ về số lượng tổ đẻ dựa trên hiệu suất mô hình và sức mạnh hệ số, bao gồm nhiệt độ trung bình hàng năm, nhiệt độ mùa hè trung bình, sự sẵn có của sỏi, khoảng cách từ khu vực nuôi trồng tập trung, và khoảng cách bị ngăn cản bởi băng chốt từ một khu vực nuôi trồng tập trung. Ngược lại, các biến covariate thể hiện hiệu suất thấp trong các mô hình và/hoặc mối quan hệ yếu với số lượng tổ đẻ bao gồm độ sâu nước trung bình theo đoạn, cường độ nuôi trồng đến đoạn, nhiệt độ mùa đông trung bình, và số ngày có băng chốt. Ngay cả khi biến đổi khí hậu tạo ra các điều kiện nhiệt độ mùa hè thích hợp hơn cho cá hồi nâu ở độ cao cao, những phát hiện của chúng tôi cho thấy sự thành công của chúng có thể bị giới hạn bởi các điều kiện khác. Vai trò tiềm năng của băng chốt trong việc hạn chế sự di chuyển lên trên là điều có sức thuyết phục khi xem xét bằng chứng cho thấy sự phổ biến của băng chốt tại sông Logan đã giảm đáng kể trong vài thập kỷ qua, có thể là phản ứng trước những thay đổi khí hậu. Cần có thêm nghiên cứu thực nghiệm và thực địa để khám phá vai trò của băng chốt, sự sẵn có của sỏi đẻ trứng và các vị trí nuôi trồng lịch sử trong việc cấu trúc sự phân bố của cá hồi nâu tại sông Logan và các nơi khác.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Al-Chokhachy R, Budy P, Schaller H (2005) Understanding the significance of redd counts: a comparison between two methods for estimating the abundance of and monitoring bull trout populations. N Am J Fish Manag 25:1505–1512
Assunção RM, Prates MO, Castilho ER (2016) Where geography lives? A projection approach for spatial confounding. https://arxiv.org/abs/1407.5363
Ayllon D, Almodovar A, Nicola GG, Elvira B (2010) Ontogenetic and spatial variations in brown trout habitat selection. Ecol Freshw Fish 19:420–432
Baltz DM, Moyle PB (1993) Invasion resistance to introduced species by a native assemblage of California stream fishes. Ecol Appl 3:246–255
Baxter JS, McPhail JD (1999) The influence of redd site selection, groundwater upwelling, and over-winter incubation temperature on survival of bull trout (Salvelinus confluentus) from egg to alevin. Can J Zool 77:1233–1239
Beard TD, Carline RF (1991) Influence of spawning and other stream habitat on spatial variability of wild brown trout. Trans Am Fish Soc 120:711–722
Borgstrøm R, Museth J (2005) Accumulated snow and summer temperature—critical factors for recruitment to high mountain populations of brown trout (Salmo trutta L.). Ecol Freshw Fish 14:375–384
Bozek MA, Hubert WA (1992) Segregation of resident trout in streams as predicted by three habitat dimensions. Can J Zool 70:886–890
Brown RS, Mackay WC (1995) Fall and winter movements and habitat use by cutthroat trout in the Ram River, Alberta. Trans Am Fish Soc 124:873–885
Budy P, Thiede GP, McHugh P, Hansen ES, Wood J (2008) Exploring the relative influence of biotic interactions and environmental conditions on the abundance and distribution of exotic brown trout (Salmo trutta) in a high mountain stream. Ecol Freshw Fish 17:554–566
Buisson L, Blanc L, Grenouillet G (2008) Modelling stream fish species distribution in a river network: the relative effects of temperature versus physical factors. Ecol Freshw Fish 2:244–257
Burner CJ (1951) Characteristics of spawning nests of Columbia River salmon. Fish Bull 52:95–110
Colautti RI (2005) Are characteristics of introduced salmonid fishes biased by propagule pressure? Can J Fish Aquat Sci 62:950–959
Cunjak RA (1988) Physiological consequences of overwintering in streams: the cost of acclimization? Can J Fish Aquat Sci 45:443–452
Cunjak RA, Power G (1986) Winter habitat utilization by stream resident brook trout (Salvelinus fontinalis) and brown trout (Salmo trutta). Can J Fish Aquat Sci 43:1970–1981
de la Hoz Franco E, Budy P (2005) Effects of biotic and abiotic factors on the distribution of trout and salmon along a longitudinal stream gradient. Environ Biol Fishes 72:379–391
Elliott JM (1976) The energetics of feeding, metabolism, and growth of brown trout (Salmo trutta L.) in relation to body weight, water temperature and ration size. J Anim Ecol 45:923–948
ESRI (2014) ArcGIS Desktop: Release 10.2. Environmental Systems Research Institute, Redlands
Gesch D, Oimoen M, Greenlee S, Nelson C, Steuck M, Tyler D (2002) The National Elevation Dataset. Photogramm Eng Remote Sens 68:5–11
Golden LA, Springer GS (2006) Channel geometry, median grain size, and stream power in small mountain streams. Geomorphology 78:64–76
Hooten MB, Hobbs NT (2015) A guide to Bayesian model selection for ecologists. Ecol Monogr 85:3–28
Hudy M, Coombs JA, Nislow KH, Letcher BH (2010) Dispersal and within-stream spatial population structure of brook trout revealed by pedigree reconstruction analysis. Trans Am Fish Soc 139:1276–1287
Jowett IG, Richardson J (1996) Distribution and abundance of freshwater fish in New Zealand rivers. N Z J Mar Freshw Res 30:239–255
Kondolf GM (1997) Application of the pebble count: notes on purpose, method, and variants. J Am Water Resour Assoc 33:79–87
Kondolf GM, Wolman GM (1993) The sizes of salmonid spawning gravels. Water Resour Res 29:2275–2285
Lichstein JW (2002) Spatial autocorrelation and autoregressive models in ecology. Ecol Monogr 72:445–463
Linnansaari T, Cunjak RA, Newbury R (2008) Winter behaviour of juvenile Atlantic salmon Salmo salar L. in experimental stream channels: effect of substratum size and full ice cover on spatial distribution and activity pattern. J Fish Biol 72:2518–2533
Lobon-Cervia J, Utrilla C, Rincon P, Amezcua F (1997) Environmentally induced spatio-temporal variations in the fecundity of brown trout Salmo trutta L: trade-offs between egg size and number. Freshw Biol 38:277–288
Lockwood JL, Cassey P, Blackburn T (2005) The role of propagule pressure in explaining species invasions. Trends Ecol Evol 20:223–228
Lowe S, Browne M, Boudjelas S, P. Global Invasive Species, and I. S. I. S. S. Group (2000) 100 of the world’s worst invasive alien species: a selection from the global invasive species database. Invasive Species Specialist Group, Auckland
McHugh P, Budy P (2005) An experimental evaluation of competitive and thermal effects on brown trout (Salmo trutta) and Bonneville cutthroat trout (Oncorhynchus clarkii utah) performance along an altitudinal gradient. Can J Fish Aquat Sci 62:2784–2795
McIntosh A, McHugh P, Budy P (2012) Chapter 24: Salmo trutta (brown trout). In: A handbook of global freshwater invasive species, New York, NY, pp 285–298
Meredith CS (2012) Factors influencing the distribution of brown trout (Salmo trutta) in a mountain stream: implications for brown trout invasion success. Dissertation, Utah State University
Meyer KA, Griffith JS (1997) First-winter survival of rainbow trout and brook trout in the Henrys Fork of the Snake River, Idaho. Can J Zool 75:59–63
Mohseni O, Stefan HG, Erickson TR (1998) A nonlinear regression model for weekly stream temperatures. Water Resour Res 34:2685–2692
Moir JJ, Gibbins CN, Buffington JM, Webb JH, Soulsby C, Brewer MJ (2009) A new method to identify the fluvial regimes used by spawning salmonids. Can J Fish Aquat Sci 66:1404–1408
Montgomery DR, Beamer EM, Pess GR, Quinn TP (1999) Channel type and salmonid spawning distribution and abundance. Can J Fish Aquat Sci 56:377–387
Needham PR, Jones AC (1959) Flow, temperature, solar radiation, and ice in relation to activities of fishes in Sagehen Creek. California 40:465–474
Peterson EE, Ver Hoef JM (2010) A mixed-model averaging approach to geostatistical modeling in stream networks. Ecology 91:644–651
R Core Development Team (2014) R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna
Rahel FJ, Nibbelink NP (1999) Spatial patterns in relations among brown trout (Salmo trutta) distribution, summer air temperature, and stream size in Rocky Mountain streams. Can J Fish Aquat Sci 56:43–51
Rue H, Martino S, Chopin N (2009) Approximate bayesian inference for latent gaussian models by using integrated nested Laplace approximations. J R Stat Soc B 71:319–392
Sakai AK, Allendorf FW, Holt JS, Lodge DM, Molofsky J, With KA, Baughman S, Cabin RJ, Cohen JE, Ellstrand NC (2001) The population biology of invasive species. Annu Rev Ecol Syst 32:305–332
Schabengerger O, Gotway CA (2004) Statistical methods for spatial data analysis. Chapman and Hall, Boca Raton
Schrödle B, Held L, Riebler A, Danuser J (2010) Using integrated nested Laplace approximations for the evaluation of veterinary surveillance data from Switzerland: a case-study. J R Stat Soc Ser C (Appl Stat) 60:261–279
Sepulveda AJ, Colyer WT, Lowe WH, Vinson MR (2009) Using nitrogen stable isotopes to detect long-distance movement in a threatened cutthroat trout (Oncorhynchus clarkii utah). Can J Fish Aquat Sci 66:672–682
Shirvell CS, Dungey RG (1983) Microhabitats chosen by brown trout for feeding and spawning in rivers. Trans Am Fish Soc 112:355–367
Smith RW, Griffith JS (1994) Survival of rainbow trout during their first winter in the Henrys Fork of the Snake River Idaho. Trans Am Fish Soc 123:747–756
Stenseth NC, Mysterud A (2002) Climate, changing phenology, and other life history traits: nonlinearity and match-mismatch to the environment. Proc Natl Acad Sci USA 99:13379–13381
Stonecypher RJ, Hubert WA, Gern WA (1994) Effect of reduced temperatures on survival of trout embryos. Progress Fish Cult 56:180–184
Thurow RF, Peterson JT, Guzevich JW (2006) Utility and validation of day and night snorkel counts for estimating bull trout abundance in first to third order streams. N Am J Fish Manag 26:217–232
Weigel DE, Sorensen PW (2001) The influence of habitat characteristics on the longitudinal distribution of brook, brown, and rainbow trout in a small Midwestern stream. J Freshw Ecol 16:599–613
Wenger SJ, Isaak DJ, Luce CH, Nelville HM, Fausch KD, Dunham JB, Dauwalter DC, Young MK, Elsner MM, Rieman BE, Hamlet AF, Williams JE (2011) Flow regime, temperature, and biotic interactions drive differential declines of trout species under climate change. Proc Natl Acad Sci USA 108:14175–14180
Westley PAH, Fleming IA (2011) Landscape factors that shape a slow and persistent aquatic invasion: brown trout in Newfoundland 1883–2010. Divers Distrib 17:566–579
Williamson MH (1996) The origins and the success and failure of invasion. In: Biological invasions. Chapman and Hall, Boca Raton, pp 28–54
Wolman MG (1954) A method of sampling coarse river-bed material. Earth Space News 35:951–956
Wood J, Budy P (2009) The role of environmental factors in determining early survival and invasion success of exotic brown trout. Trans Am Fish Soc 138:756–767
Young MK (1994) Mobility of brown trout in south-central Wyoming streams. Can J Zool 72:2078–2083