A multi-taxonomic indicator of acidification: isolating the effects of pH from other water-chemistry variables

Abstract

Abundances of 72 zoobenthic taxa, pH values, and other abiotic variables were sampled in the littoral zones of 45 Canadian Shield lakes. Using these data, an eight-taxon empirical model of acidification was developed through partial canonical correlation analysis. This model describes 86% of the variation in pH. This technique was used to isolate those taxa whose distributions most directly reflected pH variability after the influence of calcium concentration, conductivity, colour, and spatial structure was eliminated. Benthic groups such as snails, leeches, crayfish, and several mayflies, which have been identified in the literature as potential indicators of acidification, were found, in the current data set, to covary most directly with the measured environmental covariables of pH. The best single-species indicator, Hyallela azteca, explained 49% of pH variation. The shape of the species-environment relationship was tested using both linear and unimodal response models. Across the range of habitats sampled here (pH 4.7-7.5), the taxa exhibited essentially linear responses.Résumé : On a étudié l'abondance de 72 taxons d'organismes zoobenthiques, le pH et d'autres variables abiotiques par le prélèvement d'échantillons dans la zone littorale de 45 lacs du Bouclier canadien. À l'aide de ces données, on a élaboré un modèle empirique à huit taxons de l'acidification grâce à une analyse de corrélation canonique partielle. On a pu ainsi isoler les taxons dont la distribution reflétait plus directement la variabilité du pH après avoir éliminé l'influence du calcium, de la conductivité, de la couleur et de l'organisation spatiale. Dans les ensembles de données actuelles, des groupes benthiques comme les gastropodes, les sangsues, les écrevisses et plusieurs éphémères, reconnus dans la littérature comme des indicateurs potentiels de l'acidification, présentent une covariance plus directe avec les covariables environnementales mesurées du pH. La meilleure espèce indicatrice, Hyallela azteca, expliquait 49% de la variation du pH. Le type de rapport entre l'espèce et l'environnement a été vérifié au moyen de modèles de réaction linéaire et unimodale. Parmi la gamme d'habitats échantillonnés dans le cadre de cette étude (pH 4,7-7,5), les réactions des taxons étaient essentiellement linéaires.[Traduit par la Rédaction]