Predicting warming-induced hypoxic stress for fish in a fragmented river channel using ecosystem metabolism models
Predicting warming-induced hypoxic stress for fish in a fragmented river channel using ecosystem metabolism models
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- dc.contributor.author
- Ziegler, Jacob P.
- Roy, James W.
- Bogard, Matthew J.
- Drake, D. Andrew R.
- dc.date.accepted
- 2021-05-08
- dc.date.accessioned
- 2026-02-17T16:04:18Z
- dc.date.available
- 2026-02-17T16:04:18Z
- dc.date.issued
- 2021-06-03
- dc.date.submitted
- 2020-12-24
- dc.description.abstract - en
- Aquatic biota often face multiple anthropogenic threats such as river fragmentation and climate change that can contribute to high rates of aquatic species imperilment world-wide. Temperature-induced hypoxia is one under-explored mechanism that can threaten aquatic species in fragmented rivers with reduced flows. We applied ecosystem metabolism models to define the effect of water temperature on net ecosystem production (NEP) of oxygen at 12 sites of a fragmented river channel that supports three fish species at risk and experiences hypoxia. We found that water temperature and precipitation events at 75% of our sites were significantly and negatively correlated to NEP estimates and explained 28% of the variation in NEP within sites. Temperature-induced reductions in NEP at these sites likely contributed to hypoxic conditions threatening the three species at risk as NEP explained 41% of the variation in dissolved oxygen near all sites. Our results have applications for understanding drivers of hypoxic stress in fragmented watercourses, integrating water temperature–NEP effects with oxygen demands of sensitive fish species, and modeling future effects of climate change on aquatic species.
- dc.description.abstract-fosrctranslation - fr
- Les organismes aquatiques font souvent face à de multiples menaces d’origine humaine telles que la fragmentation des rivières et les changements climatiques qui peuvent contribuer à accélérer les risques pour les espèces aquatiques partout sur terre. L’hypoxie induite par la température est un mécanisme sous-exploré qui peut menacer les espèces aquatiques dans les rivières fragmentées présentant des débits réduits. Nous utilisons des modèles de métabolisme écosystémique pour déterminer l’effet de la température de l’eau sur la production écosystémique nette (PEN) d’oxygène en 12 sites du chenal d’une rivière fragmentée qui soutient trois espèces de poissons en péril et dans laquelle des conditions hypoxiques sont observées. Nous constatons que la température de l’eau et les épisodes de précipitations dans 75 % des sites étudiés présentent des corrélations négatives significatives avec la PEN estimée et expliquent 28 % des variations de la PEN à l’intérieur des sites. Les baisses de PEN induites par la température dans ces sites participent probablement aux conditions hypoxiques qui menacent les trois espèces en péril, puisque la PEN explique 41 % des variations des teneurs d’oxygène dissous à proximité de tous les sites. Nos résultats sont importants pour la compréhension des moteurs du stress hypoxique dans les cours d’eau fragmentés, l’intégration des effets de la température de l’eau sur la PEN aux besoins en oxygène d’espèces de poissons sensibles et la modélisation des effets futurs des changements climatiques sur les espèces aquatiques. [Traduit par la Rédaction]
- dc.identifier.doi
- https://doi.org/10.1139/cjfas-2020-0480
- dc.identifier.issn
- 0706-652X
- 1205-7533
- dc.identifier.uri
- https://open-science.canada.ca/handle/123456789/4243
- dc.language.iso
- en
- dc.publisher - en
- Canadian Science Publishing
- dc.rights - en
- Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
- dc.rights - fr
- Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
- dc.rights.openaccesslevel - en
- Gold
- dc.rights.openaccesslevel - fr
- Or
- dc.rights.uri - en
- https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- dc.rights.uri - fr
- https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.fr
- dc.subject - en
- Aquatic animals
- Fish
- Rivers
- Temperature
- Endangered species
- dc.subject - fr
- Animal aquatique
- Poisson
- Fleuve / Rivière
- Température
- Espèce menacée
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- Animal aquatique
- Poisson
- Fleuve / Rivière
- Température
- Espèce menacée
- dc.title - en
- Predicting warming-induced hypoxic stress for fish in a fragmented river channel using ecosystem metabolism models
- dc.type - en
- Article
- dc.type - fr
- Article
- local.article.journalissue
- 12
- local.article.journaltitle - en
- Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
- local.article.journalvolume
- 78
- local.pagination
- 1900 - 1909
- local.peerreview - en
- Yes
- local.peerreview - fr
- Oui
- local.requestdoi - en
- No
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