Variabilité des populations de salmonidés en eau courante : étude de la variance liée à différentes échelles spatiales ou temporelles et implications pour les modèles d'habitat

Variance structuring in stream salmonid populations, effects of geographical scale and implications for habitat models

¹ National Rivers Authority, Highfield, Priestley Road, Caernarfon, Gwynedd, LL55 1HR, United Kingdom.
² WRc plc, Medmenham Laboratory, P.O. Box 16, Marlow, Buckinghamshire, SL7 2HD, United Kingdom

Résumé

Les populations de truite (Salmo trutta, L.) et de saumon (Salmo salar, L.) des cours d'eau sont caractérisées par des variations spatiales et temporelles. La capacité des modèles d'habitat (modèles empiriques reliant l'abondance des poissons à des variables spatiales) à expliquer la variance totale de l'abondance reste cependant réduite aux seules composantes spatiales. II est pourtant important de mieux connaître leur contribution à cette variance totale, d'où la nécessité d'estimer la performance potentielle maximum des modèles par rapport à leur performance actuelle. Une partition de la variance peut aider à dégager les rôles respectifs des facteurs spatiaux et temporels (synchrones) influençant l'abondance des populations en étudiant leur variation en fonction de l'appartenance géographique des échantillons. Des modèles d'habitat (HABSCORE), récemment développés pour les cours d'eau du Pays de Galles, ont été utilisés pour expliquer la variance d'un jeu de données recueilli sur 10 ans. Les facteurs spatiaux expliquent entre 46 et 62 % de la variance totale pour les cours d'eau du bassin de la Conwy. Cela montre les limites maximums de la performance de modèles construits à cette échelle. A l'exception d'une faible performance pour les parrs de saumon, les modèles d'habitat prennent en compte de 60 à 95 % de la composante spatiale, soit 38 à 46 % de la variance totale. La structure de la variance a été comparée à quatre niveaux différents d'analyse : entre les différents tributaires de la Conwy (1), entre 9 systèmes différents de cours d'eau (2), entre trois régions (3) et dans tout le Pays de Galles (4). La variance spatiale évolue de 22-42 % (moyennes) au niveau local (1) à 42-65 % au niveau régional (4). Parallèlement, la variance temporelle (soit, une mesure du synchronisme de la variabilité des populations) décroît de 24-39 % du niveau local (1) à 0.7-9.0 % au niveau régional (4). Au niveau inter cours d'eau (2) et à plus large échelle, la variance temporelle de l'abondance des O+ est beaucoup plus faible que pour les poissons > O+. Certains des facteurs influençant la variabilité aux différentes échelles géographiques sont discutés brièvement.

Abstract

Trout (Salmo trutta, L.) and salmon (Salmo salar, L.) populations in streams exhibit temporal and spatial variation. However, the ability of habitat models (empirical models relating fish abundance to spatial features) to explain overall variance in abundance is restricted just to the spatial component. It is therefore important to be able to quantify the contribution from the spatial component to total variance. This allows assessment of both the potential maximum performance of models as well as their actual performance in relation to the maximum. Furthermore, such variance partitioning offers insight into the relative roles of spatial and temporal (synchronous) factors in influencing population abundance and how these vary according to t he geographical scale of sampling. Habitat models (HABSCORE), recently developed for Welsh streams, were used to explain variance in a ten year data set for which temporal and spatial variance could be estimated. Spatial factors explained between 46 and 62 % of overall variance within the Conwy system. This identifies the maximum limits for the performance of such models working at this scale. With the exception of poor performance for salmon parr, the habitat models accounted for 60-95 % of the spatial component, corresponding to 38-46 % of overall variance. In addition, variance structure was compared at four different levels of analysis : within tributaries on the Conwy, within nine different large separate river systems, within three areas and within the region of Wales. Spatial variance increased from 22-42 % (means) at within-tributary level to 42-65 % at regional level. In contrast, temporal variance (a measure of synchrony in population variability) decreased from 24-39 % within tributaries to 0.7 - 9.0 % at regional level. At within-rivers and larger scale the temporal variance displayed in 0+ abundance was consistently lower than that for > 0+ fish. Some of the factors influencing variability at the different geographical scales are briefly discussed.