Analysis of spatial and temporal organization in a salmonid brook in relation to physical factors and macrophytic vegetation

Abstract

Four compartments of a salmonid brook were studied in consecutive sections either at sector scale or at facies scale: physical features, water quality, macrophytes and salmonids. The most important factor in the spatial and temporal organisation was the longitudinal zonation assessed by the four compartments. It was mainly shown by a gradient of the length of the morphodynamic sequence and of the facies width, of the pH and the conductivity and of macrophyte cover. It induced a colonisation by older trout in the downstream part of the brook where growth was better and shelter given by the bankside vegetation was more abundant. There were also greater densities of other age-classes upstream, with a correlation between salmon and rock shelter. Furthermore, the second factor corresponded to the flow characteristics and a granulometry gradient. The third factor corresponded chiefly to lighting, salmon numbers and densities. Salmonids showed a temporal stability from spring to autumn, and an opposition between growth and density. Six clusters of sectors defined functional entities. With regard to the 3-dimensional structure of the brook, the special pattern of each compartment shows its contribution to the functioning of the whole. Taking into account the scale of the study, the coexistence between trout and salmon did not show a competition between the two species, but rather a spatial partition, thanks to the heterogenity inside each sector. We concluded on the necessity of studying sympatry at the facies scale to assess the role of habitat factors as regulators of carrying capacity.

Résumé

Quatre compartiments d’un ruisseau à salmonidés ont été étudiés dans des secteurs consécutifs, à l’échelle du secteur ou du faciès: le milieu physique, la qualité de l’eau, les macrophytes et les salmonidés. Le phénomène majeur pour l’organisation spatio-temporelle est la zonation longitudinale, manifestée par les quatre compartiments. Cette zonation se traduit par un gradient de longueur de séquence morpho-dynamique et de largeur des faciès, du pH et de la conductivité et du recouvrement macrophytique. Les truites âgées colonisent essentiellement l’aval où la croissance est meilleure et les abris offerts par la végétation rivulaire plus abondants. Les densités des autres classes d’âge de salmonidés sont plus importantes à l’amont, avec une corrélation positive entre abris minéraux et densité de saumons. Par ailleurs, le second facteur correspond aux caractéristiques de l’écoulement et au gradient granulométrique. Le troisième facteur est principalement déterminé par l’éclairement, ainsi que par les effectifs et densités de saumons. Les salmonides montrent une stabilité temporelle printemps-automne et une opposition croissance-densité. Six ensembles de secteurs définissent des entités fonctionnelles. Au vu de la structure tri-dimensionnelle du ruisseau, le patron propre à chaque compartiment traduit sa participation au fonctionnement de l’ensemble. Compte-tenu de l’échelle d’étude, la coexistence entre Truite et Saumon ne se manifeste pas par une compétition entre les deux espèces, mais plutôt par un partage de l’espace grâce aux hétérogénéités intra-secteurs. Aussi s’avère-t-il nécessaire d’étudier la sympatrie à l’échelle du faciès pour mettre en évidence le rôle des flacteurs d’habitat comme régulateurs de la capacité d’accueil.