A global review and meta-analysis of applications of the freshwater Fish Invasiveness Screening Kit

The freshwater Fish Invasiveness Screening Kit (FISK) has been applied in 35 risk assessment areas in 45 countries across the six inhabited continents (11 applications using FISK v1; 25 using FISK v2). The present study aimed: to assess the breadth of FISK applications and the confidence (certainty) levels associated with the decision-support tool’s 49 questions and its ability to distinguish between taxa of low-to-medium and high risk of becoming invasive, and thus provide climate-specific, generalised, calibrated thresholds for risk level categorisation; and to identify the most potentially invasive freshwater fish species on a global level. The 1973 risk assessments were carried out by 70 + experts on 372 taxa (47 of the 51 species listed as invasive in the Global Invasive Species Database www.iucngisd.org/gisd/), which in decreasing order of importance belonged to the taxonomic Orders Cypriniformes, Perciformes, Siluriformes, Characiformes, Salmoniformes, Cyprinodontiformes, with the remaining ≈ 8% of taxa distributed across an additional 13 orders. The most widely-screened species (in decreasing importance) were: grass carp Ctenopharyngodon idella, common carp Cyprinus carpio, rainbow trout Oncorhynchus mykiss, silver carp Hypophthalmichthys molitrix and topmouth gudgeon Pseudorasbora parva. Nine ‘globally’ high risk species were identified: common carp, black bullhead Ameiurus melas, round goby Neogobius melanostomus, Chinese (Amur) sleeper Perccottus glenii, brown bullhead Ameiurus nebulosus, eastern mosquitofish Gambusia holbrooki, largemouth (black) bass Micropterus salmoides, pumpkinseed Lepomis gibbosus and pikeperch Sander lucioperca. The relevance of this global review to policy, legislation, and risk assessment and management procedures is discussed

Stratégies d'occupation spatiale en milieu lacustre : réponses de l'ichtyofaune dans un réservoir échauffé, non stratifié

The study was conducted in an artificial reservoir, adjacent to a nuclear power plant, in which water temperatures are cool in the winter (8.2 – 12.4°C) and rise early in the spring (April : 14.7°C) nearly 5°C and 3°C over the temperature of its tributary (Moselle river), respectively. The absence of stratification (neither thermocline nor oxycline exist) and the constant water level provided a unique opportunity to observed fish distribution with low abiotic constraints. In one hand, temporal and spatial distributions of the fish community were studied in both littoral and pelagic area. The time survey separated two major groups of young of the year (YOY) according to their time of appearance; the first represented the progeny of early-spring spawning species whereas the second resulted from later-spawning species. Ontogenetic niche shifts of coexisting species were appreciated and for example during late spring and summer, the smallest white bream YOY (LT < 20 mm) were restricted to complex habitats whereas those of pumpkinseed occupied all available habitats. Growing white bream progressively migrated to open water before reaching pelagic areas. There, the vertical distribution of fish was studied using gill net time series. Seasonal and species-specific distribution patterns were highlighted. During the autumn, many species were sampled in deeper water whereas pumpkinseed was the only one sampled in abundance in the littoral zone. Pumpkinseed introduction success might be explained by both its late hatching and its opportunistic strategy in habitat selection enabling it to exploit space left vacant. In the other hand, life history reactions of fish exposed to heated waters were studied particularly in the pumpkinseed population. Fast growth among young of the year, precocious maturity and short life-span were observed, in contrast to related studies. The short life span appeared to be the price paid for early maturity in breeding fish, which suffered high mortality rates just after their first reproduction. These findings should prove helpful in predicting ecological responses to climatic change.Ce travail est réalisé dans un réservoir artificiel, adjacent à une centrale électronucléaire, pour lequel les températures hivernales sont douces (8,2 à 12,4°C) et augmentent rapidement au printemps (Avril : 14,7°C) soit respectivement 5°C et 3°C au-delà des températures de la rivière qui l'alimente (la Moselle). L'absence de stratification (ni thermocline, ni oxycline) et de marnage offre une opportunité unique d'observer la distribution des poissons peu soumis aux contraintes abiotiques. Dans un premier temps, la distribution spatio-temporelle des communautés ichtyiques est suivie en domaine littoral et pélagique. Les jeunes poissons de l'année sont essentiellement discriminés selon leur date d'éclosion et constituent alors deux groupes distincts d'espèces ; les premiers alevins sont issus des pontes printanières tandis que ceux du second groupe descendent d'espèces à reproduction plus tardive. Les migrations et le partage des niches écologiques sont appréciés au cours de l'ontogenèse et par exemple, à la fin du printemps et en été, les plus petites brèmes bordelières (LT < 20 mm) sont confinées dans les habitats de forte complexité structurale tandis que les alevins de perches soleils occupent l'ensemble des habitats disponibles. En grandissant, les brèmes bordelières gagnent progressivement des habitats plus ouverts avant de rejoindre le domaine pélagique. La distribution verticale des poissons y est étudiée à l'aide d'une série chronologique de captures aux filets maillants verticaux. Les patrons de répartition saisonniers et spécifiques sont mis en évidence. Au cours de l'automne, de nombreuses espèces sont capturées plus en profondeur tandis que la perche soleil est la seule dont les captures en domaine littoral sont abondantes. Le succès d'introduction de la perche soleil doit être le fruit à la fois de son éclosion tardive et d'une stratégie de sélection de l'habitat opportuniste qui lui permet d'occuper un espace laissé vacant. Dans un second temps, les incidences sur les traits d'histoire de vie de poissons exposés à des eaux échauffées sont étudiées avec un intérêt particulier pour la population de perche soleil. Une croissance rapide des jeunes de l'année, une maturité précoce et une faible longévité sont constatées, et se démarquent des travaux existants. La faible longévité semble être la conséquence d'une maturité précoce des adultes qui subissent une forte mortalité suite à leur première reproduction. Ces résultats doivent contribuer à la mise en place d'outils prédictifs des réponses écologiques dans le contexte de changement climatiqu

Stratégies d'occupation spatiale en milieu lacustre (réponses de l'ichtyofaune dans un réservoir échauffé, non stratifié)

Ce travail est réalisé dans un réservoir artificiel, adjacent à une centrale électronucléaire, pour lequelles températures hivernales sont douces (8,2 à 12,4C) et augmentent rapidement au printemps (Avril : 14,7C) soit respectivement 5C et 3C au-delà des températures de la rivière qui l alimente (la Moselle). L absence de stratification (ni thermocline, ni oxycline) et de marnage offre une opportunité unique d observer la distribution des poissons peu soumis aux contraintes abiotiques. Dans un premier temps, la distribution spatio-temporelle des communautés ichtyiques est suivie en domaine littoral et pélagique. Les jeunes poissons de l année sont essentiellement discriminés selon leur date d éclosion et constituent alors deux groupes distincts d espèces ; les premiers alevins sont issus des pontes printanières tandis que ceux du second groupe descendent d espèces à reproduction plus tardive. Les migrations et le partage des niches écologiques sont appréciés au cours de l ontogenèse et par exemple, à la fin du printemps et en été, les plus petites brèmes bordelières (LT < 20 mm) sont confinées dans les habitats de forte complexité structurale tandis que les alevins de perches soleils occupent l ensemble des habitats disponibles. En grandissant, les brèmes bordelières gagnent progressivement des habitats plus ouverts avant de rejoindre le domaine pélagique. La distribution verticale des poissons y est étudiée à l aide d une série chronologique de captures aux filets maillants verticaux. Les patrons de répartition saisonniers et spécifiques sont mis en évidence. Au cours de l automne, de nombreuses espèces sont capturées plus en profondeur tandis que la perche soleil est la seule dont les captures en domaine littoral sont abondantes. Le succès d introduction de la perche soleil doit être le fruit à la fois de son éclosion tardive et d une stratégie de sélection de l habitat opportuniste qui lui permet d occuper un espace laissé vacant. Dans un second temps, les incidences sur les traits d histoire de vie de poissons exposés à des eaux échauffées sont étudiées avec un intérêt particulier pour la population de perche soleil. Une croissance rapide des jeunes de l année, une maturité précoce et une faible longévité sont constatées, et se démarquent des travaux existants. La faible longévité semble être la conséquence d une maturité précoce des adultes qui subissent une forte mortalité suite à leur première reproduction. Ces résultats doivent contribuer à la mise en place d outils prédictifs des réponses écologiques dans le contexte de changement climatiqueThe study was conducted in an artificial reservoir, adjacent to a nuclear power plant, in which water temperatures are cool in the winter (8.2 12.4C) and rise early in the spring (April : 14.7C) nearly 5C and 3C over the temperature of its tributary (Moselle river), respectively. The absence of stratification (neither thermocline nor oxycline exist) and the constant water level provided a unique opportunity to observed fish distribution with low abiotic constraints. In one hand, temporal and spatial distributions of the fish community were studied in both littoral and pelagic area. The time survey separated two major groups of young of the year (YOY) according to their time of appearance; the first represented the progeny of early-spring spawning species whereas the second resulted from later-spawning species. Ontogenetic niche shifts of coexisting species were appreciated and for example during late spring and summer, the smallest white bream YOY (LT < 20 mm) were restricted to complex habitats whereas those of pumpkinseed occupied all available habitats. Growing white bream progressively migrated to open water before reaching pelagic areas. There, the vertical distribution of fish was studied using gill net time series. Seasonal and species-specific distribution patterns were highlighted. During the autumn, many species were sampled in deeper water whereas pumpkinseed was the only one sampled in abundance in the littoral zone. Pumpkinseed introduction success might be explained by both its late hatching and its opportunistic strategy in habitat selection enabling it to exploit space left vacant. In the other hand, life history reactions of fish exposed to heated waters were studied particularly in the pumpkinseed population. Fast growth among young of the year, precocious maturity and short life-span were observed, in contrast to related studies. The short life span appeared to be the price paid for early maturity in breeding fish, which suffered high mortality rates just after their first reproduction. These findings should prove helpful in predicting ecological responses to climatic changeMETZ-SCD (574632105) / SudocSudocFranceF

A diagnosis-based approach to assess specific risks of river degradation in a multiple pressure context: Insights from fish communities

International audienceIn the context of increasing pressure on water bodies, many fish-based indices have been developed to evaluate the ecological status of rivers. However, most of these indices suffer from several limitations, which hamper the capacity of water managers to select the most appropriate measures of restoration. Those limitations include: (i) being dependent on reference conditions, (ii) not satisfactorily handling complex and non-linear biological responses to pressure gradients, and (iii) being unable to identify specific risks of stream degradation in a multi-pressure context. To tackle those issues, we developed a diagnosis-based approach using Random Forest models to predict the impairment probabilities of river fish communities by 28 pressure categories (chemical, hydromorphological and biological). In addition, the database includes the abundances of 72 fish species collected from 1527 sites in France, sampled between 2005 and 2015; and fish taxonomic and biological information. Twenty random forest models provided at least good performances when evaluating impairment probabilities of fish communities by those pressures. The best performing models indicated that fish communities were impacted, on average, by 7.34 ± 0.03 abiotic pressure categories (mean ± SE), and that hydromorphological alterations (5.27 ± 0.02) were more often detected than chemical ones (2.06 ± 0.02). These models showed that alterations in longitudinal continuity, and contaminations by Polycyclic Aromatic Hydrocarbons were respectively the most frequent hydromorphological and chemical pressure categories in French rivers. This approach has also efficiently detected the functional impact of invasive alien species. Identifying and ranking the impacts of multiple anthropogenic pressures that trigger functional shifts in river biological communities is essential for managers to prioritize actions and to implement appropriate restoration programmes. Actually implemented in an R package, this approach has the capacity to detect a variety of impairments, resulting in an efficient assessment of ecological risks across various spatial and temporal scales