Title

Mathematical Analysis of Temporal and Spatial Trends in the Benthic Macroinvertebrate Communities of a Small Stream

Document Type

Article

Publication Date

11-1991

Abstract

Macroinvertebrates were collected at four sites in Padden Creek, a small second-order stream in Whatcom County, Washington, USA. Two upstream sites were characterized by high densities of sensitive taxa, predominantly mayflies, stoneflies, and caddisflies, and two downstream sites showed high densities of tolerant taxa, especially true flies, annelids, Baetis mayflies, and gastropods. Despite the small sample size, some statistical techniques proved useful. The first two components of correspondence analysis were used to confirm the existence of both seasonal and spatial trends in the benthic macroinvertebrate populations of the stream. Neither component alone, however, ordinated the samples with respect to these trends. Combinations of the first two components were required. A standard clustering technique, k-means clustering with squared Euclidean distance, further confirmed the seasonal trend. Nonmetric clustering, not widely used in the analysis of ecological data, was necessary to confirm the spatial trend. Nonmetric clustering was also able to identify a small number of "significant" taxa, i.e. taxa that reliably served as indicators of spatial position on the stream.

Résumé

On a effectué un échantillonnage des macroinvertébrés à quatre sites du ruisseau Padden, un petit cours d'eau de second ordre situé dans le comté Whatcom de l'État de Washington (É-U). Des densités élevées de taxons sensibles étaient caractéristiques des deux sites d'amont, en particulier des éphémères, des perles et des phryganes, tandis que les deux sites d'aval abritaient des densités élevées de taxons tolérants, surtout des mouches, des annélides, des éphémères du genre Baetis et des gastéropodes. Malgré la faible taille des échantillons, certaines méthodes statistiques se sont révélées utiles. Ainsi, les deux premières composantes de l'analyse factorielle de correspondance ont permis de confirmer l'existence de tendances saisonnières et spatiales dans les populations de macroinvertébrés benthiques du cours d'eau. Toutefois, ni l'une ni l'autre de ces composantes n'a permis d'effectuer une ordination des échantillons en ce qui concerne ces tendances, ordination obtenue toutefois par la combinaison des deux premières composantes. L'agglomération de moyennes k couplée à la distance euclidienne au carré, une technique agglomérative normalisée, a permis d'étayer cette tendance saisonnière. L'agglomération non métrique, rarement utilisée dans l'analyse de données écologiques, a été nécessaire pour confirmer la tendance spatiale. Cette dernière analyse a aussi permis d'identifier un faible nombre de taxons "significatifs", c'est-à-dire des taxons qui ont servi d'indicateurs fiables de la position spatiale dans le cours d'eau.

Publication Title

Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences

Volume

48

Issue

11

First Page

2184

Last Page

2190

DOI

https://doi.org/10.1139/f91-258

Type

Text

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English

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