Evaluation of the responsiveness of the crustacean zooplankton community size spectrum to environmental change and an exotic invader in a sample of Canadian Shield lakes

We evaluated the crustacean zooplankton size spectrum as an indicator of lake characteristics and ecosystem change. First, we used time series from seven Canadian Shield lakes to identify the factors associated with among-lake and among-year variability in the spectrum slope (relative abundance of small and large zooplankton) and centered height (total abundance). Second, we used time series from an invaded and three control lakes to assess change in mean and variability in slope and height due to a Bythotrephes invasion. We found that the slope and height reflected among-lake predictors related to morphometry. The slope was responsive to long-term declining lake phosphorus levels, whereas the height reflected both increases in dissolved organic carbon and decreases in ice duration. We detected a significant increase (i.e., flattening) in mean slope and substantial (up to 120%) increases in the CV of height after Bythotrephes invaded Harp Lake. Thus, the zooplankton size spectrum was responsive to long-term environmental change, and a strong top-down perturbation can be detected through regular and frequent monitoring programs. Nous evaluons le spectre de tailles des crustaces zooplanctoniques a titre d'indicateur de caracteristiques du lac et de changements ecosystemiques. Nous utilisons d'abord des series chronologiques de sept lacs du bouclier canadien pour cerner les facteurs associes a la variabilite interannuelle et entre lacs de la pente (abondance relative du petit et du grand zooplanctons) et de la hauteur centree (abondance totale) des spectres. Nous utilisons en deuxieme lieu des series chronologiques d'un lac envahi et de trois lacs temoins pour evaluer les changements de la moyenne et de la variabilite de la pente et de la hauteur attribuables a un envahissement par Bythotrephes. Nous constatons que la pente et la hauteur refletent des predicteurs de la variance entre lacs associes a la morphometrie. La pente reagit a des baisses a long terme des concentrations de phosphore dans les lacs, alors que la hauteur reflete a la fois des augmentations du carbone organique dissous et des diminutions de la duree de la glace. Nous relevons une augmentation significative (c.-a-d. un aplatissement) de la pente moyenne et des augmentations considerables (jusqu'a 120 %) du CV de la hauteur apres l'envahissement du lac Harp par Bythotrephes. Le spectre de tailles du zooplancton reagit donc a des changements environnementaux a long terme, et une forte perturbation descendante peut etre detectee par des programmes de surveillance reguliere et frequente. [Traduit par la Redaction]
Introduction Body size is a key individual trait that varies predictably with many ecological and physiological processes (e.g., metabolic rate, diet breadth, population abundance, somatic growth rate, and life history [...]