A szivárványos pisztráng étrendje a Rotoiti-tóban: energetikai perspektíva

Rövid kommunikáció

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

A sporthalak gyakran legfelső szintű ragadozók, és felülről lefelé irányuló folyamatok révén befolyásolhatják az ökoszisztéma szerkezetét és működését (Carpenter et al. 1985; Northcote 1988). Új-Zéland középső északi szigetének tavaiban a pisztráng-ragadozás hatása a zsákmányállományra nagyrészt ismeretlen, de korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a szivárványos pisztráng csökkentheti a zsákmány túlélését, megváltoztathatja az étkezési hálókat és megváltoztathatja a ragadozó viselkedését a befogadó ökoszisztémákban. (áttekintette: Cucherousset & Olden 2011). A pisztráng ragadozásának számszerűsítése a különböző zsákmányfajok esetében szükséges kezdeti lépés a pisztráng zsákmányállományra gyakorolt hatásainak felmérésében.

A rotorua tavak szivárványos pisztráng-étrendjének korábbi értékelései az egyes zsákmányok százalékos előfordulási gyakoriságát használták, és egy-három évszak alatt felnőtt halakra összpontosítottak (Smith 1959; Rowe 1984). A szivárványos pisztráng étrendjének további értékelésére van szükség annak érdekében, hogy megértsük a ragadozás zsákmányállományra gyakorolt hatásait, valamint a zsákmányellátás pisztrángnövekedésre gyakorolt hatásait. A bioenergetikai modellek hasznos eszközek a ragadozó – zsákmány összefüggések számszerűsítésére, és felhasználhatók a ragadozó ragadozó iránti kereslet felmérésére (Chipps & Wahl 2008) annak megállapítására, hogy az élelmiszer-ellátás korlátai befolyásolják-e a növekedést (Baldwin és mtsai 2000; Murry és mtsai. És 2010), valamint a ragadozás ragadozó populációkra gyakorolt hatásainak értékelésére (Cartwright et al. 1998; Vigliano et al. 2009). A bioenergetikai modellek megkövetelik a zsákmánytípusok tömeg szerinti arányának és az energia sűrűségének becslését; ez az információ jelenleg hiányzik az új-zélandi tavak pisztrángjáról. Ennek a tanulmánynak a célja az volt, hogy számszerűsítse a zsákmányok energiai hozzájárulását a Rotoiti-tó szivárványos pisztráng étrendjéhez, valamint értékelje az étrend szezonális és ontogenetikai változásait. Ennek a tanulmánynak két célja van: (1) tájékoztatni a halászati vezetőket a szivárványos pisztráng optimális növekedéséhez szükséges zsákmányforrásokról; és (2) annak meghatározása, hogy mely fajokat érinti a leginkább a pisztráng ragadozása.

Mód

A Rotoiti-tó (38,0390 ° D, 176,4277 ° K) egy meleg, monomiktikus, mezotróf tó Új-Zéland északi szigetén, a Plenty-öböl régiójában. A tó felülete 34 km 2, a nyugati végén sekély, mélysége a keleti medencében legfeljebb 125 m-re nő. A Rotoiti-tavat azért választották erre a tanulmányra, mert jelentős pisztránghalászatot tartalmaz, és valószínűleg reprezentatív lesz a többi fontos pisztránghalászattal a North North Island régióban (pl. A Tarawera és Okataina tavak).

Száznyolcvankét szivárványos pisztrángot fogtak horgászattal, parti kerítőhálóval és csónakos elektrohalászattal a Rotoiti-tó számos helyéről 2009 márciusa és 2010 decembere között (1. táblázat). A horgász által kifogott pisztrángokat főként sekély trollkodással és jigging halászati módszerekkel fogták. A parti kerítés és a csónakos elektrohalászat a parti zónában történt. Az étrendet a keltető és a vadon élő halak gyomortartalmának elemzésével határoztuk megn vad = 96; n keltető = 86). A mintába vett pisztrángok átlagos villahossza (FL) 444 mm volt, hossztartománya 27–646 mm volt. A keltető eredetű halakat uszonyos klipekkel azonosították. A keltetőből származó pisztráng változó ideig volt szabadon a tóban, de feltételezték, hogy alkalmazkodott a tó viszonyaihoz. Minden mintavételezett méretosztályban jelen voltak, a legkisebb méretosztály kivételével (2 = 0,9912, J. Blair unpubl. Adatok).

Online közzététel:

1. táblázat: A Rotoiti-tó szivárványos pisztráng étrend-elemzésének módszereinek és időzítésének összefoglalása, az üres és a pisztráng gyomrának mintaméretével, hosszúsági osztályok szerint.

A pisztráng zsákmányának energiasűrűségének mérésére a felnőtt pisztráng fő zsákmányait (szaga, közönséges zaklató, kōaro és kōura) 2010 januárja és 2010 novembere között fogták el a Rotoiti-tótól egy parti kerítőhálóval és elektromos halászhajóval. A zsákmányokat megmértük, megmértük és egy Contherm kemencében szárítottuk 60 ° C-on körülbelül 24 órán át, amíg az állandó súly elérte. Az egyes mintákba több közönséges zaklatót és szaglást is bevontak annak érdekében, hogy elegendő anyagot nyerjenek a bombakalorimetriához, de a kōurát és a kōarót külön-külön dolgozták fel, mert kevés példányt sikerült befogni (mintavételi egységenként átlagosan egyedszám: szaga, 12; közönséges zaklató kilenc; kōaro, egy; kōura, egy). A zsákmánycikkek energiasűrűségét Parr Model 1341 sima oxigénbomba kaloriméterrel és Parr 1108 oxigénbomba standard módszerekkel mértük (Parr Instrument Company 2008).

A felnőtt pisztráng zsákmány arányainak évszakok közötti különbségeit és a zsákmány tárgyak kalóriatartalma közötti különbségeket Kruskal – Wallis varianciaanalízissel (ANOVA) értékeltük a STATISTICA 9.0 változat rangjai szerint. A pisztráng hossza és az elfogyasztott ikrák hossza közötti kapcsolatot 0,10, 0,50 és 0,90 regressziós kvantilis becsléssel értékeltük. A regressziós lejtők egyenlőségét ANOVA alkalmazásával értékeltük. A kvantilis regressziót és a hozzá tartozó elemzéseket az R kvantreg csomaggal végeztük el, 2.13.2 változat.

Eredmények

Az üres gyomorral rendelkező pisztrángok százalékos aránya kissé változott az évszakok szerint, nyáron volt a legmagasabb, 23,5% (1. táblázat). A 200 mm FL-nél kisebb szivárványos pisztráng főleg gerincteleneket fogyasztott, beleértve az amfipódákat is (Paracalliope fluviatilus), tanaid garnélarák (Sinelobus stanfordi), vízi és szárazföldi rovarok (2. és 3. táblázat). A vízi rovarok közé tartoztak a chironomid bábok (Chironomidae) és a káposztafélék (Paroxyethira spp.), a szárazföldi rovarok pedig többnyire kifejlett legyek (Diptera rend) és darazsak (Apocrita alrend). Mindkét felsorolási módszer azt mutatta, hogy a szivárványos pisztráng 200 mm FL körüli, főleg táplálékos étrendre vált át; szaga volt a 200 mm-nél nagyobb szivárványos pisztráng fő zsákmánya. A pisztráng legtöbb méretosztályának étrendjében közönséges zaklatók voltak jelen, a hal kivételével. A szivárványos pisztráng étrendje a Rotoiti-tóban: energetikai perspektíva

Online közzététel:

2. táblázat A különböző hosszúságú osztályú szivárványos pisztrángok által elfogyasztott zsákmányok előfordulási gyakorisága a Rotoiti-tóban.

Online közzététel:

3. táblázat A különböző hosszúságú osztályú szivárványos pisztrángok által elfogyasztott zsákmányok tömegszázalékos összetétele a Rotoiti-tóban (átlag ± 1 SE).

A pisztráng étrendjének (> 400 mm hosszú) étrend, kōura és közönséges zaklatók százalékos összetétele tömeg szerint nem változott szezonálisan (1. ábra; Kruskal – Wallis teszt, n= 116, P> 0,05). A kōarót csak ősszel és télen észlelték a pisztráng gyomrában, és ennek a fajnak a tömeg szerinti százalékos összetétele évszakonként jelentősen különbözött (Kruskal – Wallis teszt), n= 116, P= 0,018). Konkrétan, a súlyok különböztek a nyár és az ősz, valamint a tavasz és az ősz között (Kruskal – Wallis teszt, az átlagos rangok többszörös összehasonlítása). Az azonosítatlan anyagok súlya jelentősen különbözött nyár és ősz között (Kruskal – Wallis teszt, az átlagos rangok többszörös összehasonlítása).

A szag energiasűrűsége az évszakok között csaknem harmadával változott, télen volt a legalacsonyabb (4. táblázat). Az ősszel kifogott közönséges zaklatók és szaga hasonló energiasűrűségű volt, és az ősszel kifogott kōaro energiasűrűsége az összes zsákmányfaj közül a legnagyobb. A kōura energiasűrűsége hasonló volt a szagaéhoz. A szivárványos pisztráng által elfogyasztott szag átlagos hossza 47,3 mm volt, a tartomány 32,9–97,6 mm volt (2. ábra). Az elfogyasztott szag maximális és medián nagysága a pisztráng nagyságával együtt nőtt, de a szaga minimális mérete nem változott a pisztráng hosszával; a 0,10, 0,50 és 0,90 kvantilis regressziós egyenletei megegyeztek y= 37,0 + 0,00x, y= 34,2 + 0,03x, és y= 34,5 + 0,05x, illetve hol y a szag hossza (mm) és x a pisztráng hossza (mm). Valamennyi regresszió statisztikailag szignifikáns volt (P A szivárványos pisztráng étrendje a Rotoiti-tóban: energetikai perspektíva

Online közzététel:

1.ábra A ragadozók százalékos összetételének szezonális változásai a Rotoiti-tótól származó felnőtt szivárványos pisztráng (> 400 mm) által elfogyasztott nedves tömeg alapján (átlag ± SE).

Online közzététel:

4. táblázat: A Rotoiti-tóból származó kifejlett szivárványos pisztráng zsákmányainak energiasűrűsége.

Online közzététel:

2. ábra A szaga és a pisztráng hossza (FL) kapcsolata, 0,10, 0,50 és 0,90 regressziós kvantilis becsléssel (folytonos vonalak; n= 435).

Vita

Eredményeink azt mutatják, hogy a szarvaspisztráng legfontosabb táplálékforrása a szarvas a Rotoiti-tóban, ami megerősíti a korábbi becsléseket a pisztrángszövetben található stabil C és N izotópok alkalmazásával (McBride 2005). A szag most a 200 mm-nél nagyobb pisztráng számára fontosabb táplálékforrásnak tűnik a korábbi feljegyzésekhez képest; a Rotoiti-tó szivárványos pisztrángja a mindenevő táplálékról rovarokban és puhatestűekben (Smith 1959) átállt egy főleg kétevő táplálékra, amely kevés rovart és puhatestűt tartalmaz (3. táblázat). A Rotoiti-tó szivárványos pisztrángja, amely ma mezotróf, kevesebb rovart és gyakoribb zaklatókat és kōarókat emésztett fel, mint az oligotróf Taupō-tóban (Cryer 1991). A tápanyagbevitel miatt a Rotoiti-tó 1955 és napjaink között eutrofizálódott (Vincent és mtsai 1984; Scholes 2009), ami a termelés és a szaga elérhetőségének növekedését okozhatta.

A szubadult és a kis felnőtt szivárványos pisztráng (200–400 mm) hajlamos volt enni, és a nagy felnőtt szivárványos pisztráng (> 400 mm) sokféle zsákmányt fogyasztott, beleértve a kóurát és a nem szagú halakat, összhangban a szivárványos pisztráng egyéb tanulmányaival a North Island-i tavak középső részén (Smith 1959; Rowe 1984; Cryer 1991). Vizsgálatunkban az étrend összetételében a különbségek nem voltak statisztikailag szignifikánsak a méretosztályok között, az alacsony mintaméretek miatt. A zsákmány-fogyasztás nagyságrendje a vizsgálatok között konzisztensnek tűnik, annak ellenére, hogy Rowe (1984) és Smith (1959) nyáron és télen, illetve Cryer (1991) egész évben mintát vett a pisztrángból. A pisztráng hossza és a bevitt szaga hossza (a ragadozó maximális mérete a ragadozó hosszával növekszik) közötti összefüggés összhangban áll azzal, amit a ragadozó – zsákmány kapcsolatokban láthatunk, ahol a zsákmány méretét a ragadozó résmérete korlátozza (Boubée & Ward 1997; Persson et al., 1996; Nilsson & Bronmark 2000). Nagyobb, bentos fajokat, mint a kōaro és a kōura, csak a 400 mm-nél nagyobb pisztrángok ették meg, ami az etetési stratégia megváltoztatását javasolja, hogy a bentos táplálékot ekkora hosszban beépítsék.

Kevés bizonyítékot találtunk a szivárványos pisztráng étrendjének szezonális variációiról a Rotoiti-tóban, hasonlóan a Taupō-tó szivárványos pisztrángjához (Cryer 1991). Ezzel szemben a Rotomā-tó szivárványos pisztrángja szezonális táplálkozási elmozdulást mutatott az epibentikusabb zsákmánytól (közönséges zaklató és kōura) a nyáron, a télen pedig a pelagikusabb zsákmányig (szaga) (Rowe 1984). Szezonális különbségeket találtunk azonban az üres gyomor százalékos arányában. Az üres gyomor aránya általában növekszik a halak hőmérsékletével (Vinson & Angradi 2010), de a Rotoiti-tóban nyáron megnövekedett gyomorürülés oka nem ismert; olyan mérhetetlen tényezők, mint például a zsákmány elérhetősége, befolyásolhatják az üres gyomor előfordulását. Nem találtunk bizonyítékot a zsákmányváltásra a Rotoiti-tóban télen, amikor a szagos energia sűrűsége a legalacsonyabb volt, ami arra utal, hogy az energia sűrűségének változása nem volt elég nagy ahhoz, hogy változást okozzon a pisztráng által elfogyasztott zsákmányfajokban. Az elfogyasztott zsákmány mennyisége azonban változhat; ez egy lehetséges kérdés, amelyet bioenergetikai modellezéssel kell megválaszolni.

Noha dokumentáltuk a szivárványos pisztráng kóaro és kōura ragadozását, a pisztráng ragadozás kōaro és kōura populációkra gyakorolt hatása nem ismert. A betelepített lazacfajok hatása a tavak őshonos galaxiid populációira nem jól ismert (McIntosh et al. 2010), bár a történelmi bizonyítékok arra utalnak, hogy a szárazfölddel nem rendelkező kōaro populációk csökkentek a pisztráng bevezetése után néhány új-zélandi tóba, beleértve a Közép-Északi-szigeten találhatóakat is ( McDowall 2006). Az iszapokkal való verseny azonban hozzájárulhatott a kōaro csökkenéséhez az északi szigetek középső tavaiban (Rowe 1993). A bioenergetikai modellezés kimutatta, hogy a szivárványos pisztráng jelentős predációs nyomást gyakorol az őshonos galaxidokra Argentínában, az oligotróf tavakban (Vigliano et al. 2009), és hasonló megközelítést kell alkalmazni az új-zélandi tavak őshonos fajaira gyakorolt hatásának számszerűsítésére.

A bioenergetikai modellek alapján kiszámított fogyasztási becslések pontossága a bemeneti adatok minőségétől függ. A zsákmány energia sűrűségének értékei becsülhetők vagy kölcsönözhetők más fajoktól és helyektől, de ezek a gyakorlatok hibákat okozhatnak a fogyasztási becslésekben (Ney 1993). Ezért egyértelmű, hogy az energia sűrűségét közvetlenül, lehetőleg a megfelelő ökoszisztémában kell mérni (Hartman & Brandt 1995). Pontosan kell értékelni a zsákmány energia sűrűségének évszakos változásait, mert ezek jelentősek lehetnek (Bryan és mtsai 1996; Rand és mtsai 1994), és befolyásolhatják a bioenergetikai modell kimenetét (Hartman & Brandt 1995). Fontos az étrend szezonális változásainak mérése is, mert a modell kimenetei érzékenyek lehetnek az étrend összetételének változására (Lyons & Magnuson 1987). Az ebben a tanulmányban mért adatok megalapozzák a szivárványos pisztráng populációk bioenergetikai modellezését Új-Zéland középső északi szigetének tavaiban. Az adatok további további finomításai közé tartozik a szaglás energia sűrűségének változása a méret alapján, valamint a különböző méretű pelyhek által előidézett ragadozás előkészítése. A szivárványos pisztráng rétegzett mintavétele élőhelyenként (pl. Pelagikus és bentos) is segíthet az etetési szokások meghatározásában.

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük Eddie Bowmannak, Matt Osborne-nak, valamint a Fish & Game munkatársainak a mintavételhez nyújtott segítséget, valamint a Waikato Egyetem Műszaki Főiskolájának, hogy lehetővé tették számunkra, hogy a bombakaloriméterüket felhasználva mérjük a zsákmány energia sűrűségét. Köszönjük David Rowe-nak, Michael Pingram-nak, Ilia Ostrovsky-nak és két névtelen bírálónak a kézirat hasznos megjegyzéseit. A finanszírozást a Bay of Plenty Regionális Tanács, a Waikato Egyetem és az új-zélandi Tudományos és Innovációs Minisztérium UOW X0505 kutatási szerződése biztosította.