Research Paper

The potential habitats of two submerged macrophytes, Myriophyllum spicatum and Hydrilla verticillata in the river ecosystems, South Korea

Les habitats potentiels de deux macrophytes submergés, Myriophyllum spicatum et Hydrilla verticillata dans les écosystèmes fluviaux, Corée du Sud

¹ School of Biological Sciences, Seoul National University, Seoul 08826, Republic of Korea
² Department of Biological Sciences, Inha University, Incheon 22212, Republic of Korea

^* Corresponding author: ejlee@snu.ac.kr

Abstract

We examined the environmental factors that characterize the habitats of two submerged macrophytes, Myriophyllum spicatum and Hydrilla verticillata, in South Korea using generalized additive models (GAMs). We performed a vegetation survey and measured water depth and water velocity from May to September, 2014–2015. Averaged water quality data from the Ministry of Environment's national water quality measurement network from January 2012 to October 2015 were used for modeling. Potential habitats of M. spicatum were linked with chlorophyll a, nitrate nitrogen, suspended solids, water temperature, water depth, and water velocity (deviance explained = 28.7%, accuracy = 74%). In the case of H. verticillata, electrical conductivity and suspended solids were key habitat factors (deviance explained = 23.4%, accuracy = 75%). Model results were highly consistent with observations and field data. Model performances were evaluated by the accuracy rate, the area under the receiver operating characteristic curve, the kappa value, and field verification, and were in generally good agreement. Few studies have evaluated the developed models using the independent field data. By understanding the environmental factors that characterize the habitats for submerged macrophytes, our results contribute to the development of conservation and management strategies for river ecosystems.

Résumé

Nous avons examiné les facteurs environnementaux qui caractérisent les habitats de deux macrophytes submergés, Myriophyllum spicatum et Hydrilla verticillata, en Corée du Sud à l'aide de modèles additifs généralisés (GAMs). Nous avons effectué un relevé de la végétation et mesuré la profondeur et la vitesse de l'eau de mai à septembre 2014-2015. Les données moyennes sur la qualité de l'eau provenant du réseau national de mesure de la qualité de l'eau du ministère de l'Environnement pour la période de janvier 2012 à octobre 2015 ont été utilisées pour la modélisation. Les habitats potentiels de M. spicatum étaient liés à la chlorophylle a, au nitrate, aux solides en suspension, à la température de l'eau, à la profondeur et à la vitesse de l'eau (variance expliquée = 28,7 %, précision = 74 %). Dans le cas de H. verticillata, la conductivité électrique et les solides en suspension étaient des facteurs clés de l'habitat (variance expliquée = 23,4 %, précision = 75 %). Les résultats des modèles étaient très cohérents avec les observations et les données de terrain. Les performances du modèle ont été évaluées par le taux de précision, la surface sous la courbe caractéristique de fonctionnement du récepteur, la valeur kappa et la vérification sur le terrain, et elles ont été généralement bien concordantes. Peu d'études ont évalué des modèles élaborés à l'aide des données indépendantes sur le terrain. En comprenant les facteurs environnementaux qui caractérisent les habitats des macrophytes submergées, nos résultats contribuent à l'élaboration de stratégies de conservation et de gestion des écosystèmes fluviaux.