Effect of a size-selective biomanipulation on nutrient release by gizzard shad in Florida (USA) lakes

Effet d’une biomanipulation sélective en taille sur la libération des éléments nutritifs par l’alose noyer dans des lacs de Floride (États-Unis)

⁽¹⁾ Virginia Wesleyan College, Department of Biology, Norfolk/Virginia Beach, VA, USA
⁽²⁾ St. Johns River Water Management District, Department of Water Resources, Palatka, FL, USA

^⋆ Corresponding author:mschaus@vwc.edu

Received: 2 July 2013
Revised: 17 September 2013
Accepted: 2 October 2013

Abstract

Although fish removal for biomanipulation is often highly size-selective, our understanding of the nutrient cycling effects of this size-selection is poor. To better understand these effects, we measured nutrient excretion by gizzard shad (Dorosoma cepedianum) of differing sizes from four central Florida (USA) lakes and combined these measures with gillnet biomass and size-structure data to compare lake-wide effects among lakes and years. Direct removal of P in fish tissue ranged from 0.16−1.00 kg·P·ha^-1·yr^-1. The estimated reduction in P excretion due to harvest ranged from 30.8−202.5 g·P·ha^-1·month^-1, with effects strongly tied to the biomass and size structure harvested. The amount of P release prevented per kg of fish removed was lower in previously unharvested lakes, due to the initial removal of larger fish with lower mass-specific excretion rates. Gill net mesh size impacted the size distribution of harvested fish, with smaller fish that excrete more P per gram being more vulnerable to smaller mesh sizes. In Lake Apopka, decreasing the mesh size by 1.3 cm yielded P excretion reductions that were 10.7−15.1% larger. Fish harvesting to reduce internal nutrient cycling can be most effective by increasing total harvest and by harvesting smaller size classes over multiple years.

Résumé

Bien que l’enlèvement des poissons pour biomanipulation soit souvent très calibré, notre compréhension des effets sur le cycle des éléments nutritifs de cette sélection en taille est peu documentée. Pour mieux comprendre ces effets, nous avons mesuré l’excrétion des nutriments par l’alose noyer (Dorosoma cepedianum) de différentes tailles à partir de quatre lacs de Floride centrale (États-Unis) et combiné ces mesures avec la biomasse estimée aux filets maillants et les données de structure en taille pour comparer les effets à l’échelle du lac suivant les lacs et les années. Le retrait direct de P dans les tissus des poissons variait de 0,16 à 1,00 kg·P·ha^-1·année^-1. La réduction de P estimée par excrétion due à la récolte variait de 30,8 à 202,5 g·P·ha^-1·mois^-1, avec des effets fortement liés à la biomasse et la structure en taille du retrait. La quantité de P libérée évitée par kg de poisson prélevé était plus faible dans les lacs précédemment non pêchés, en raison de la suppression initiale de gros poissons avec des taux d’excrétion de masse volumique inférieure. Le maillage des filets a impacté la distribution en taille des poissons pêchés, les petits poissons qui excrètent plus de P par gramme étant plus vulnérables à des petits maillages. Dans le lac Apopka, la diminution de la taille des mailles de 1,3 cm a permis de réduire l’excrétion de P de 10,7 à 15,1 % en plus. Le retrait de poissons afin de réduire le cycle nutritif interne peut être plus efficace en augmentant la récolte totale et en récoltant des classes de plus petite taille sur plusieurs années.