Influence of dissolved organic carbon (DOC) on fish production in north-temperate lakes

Terrestrial inputs of dissolved organic carbon (DOC) can have strong effects on the physical, chemical and biological characteristics of lake ecosystems which can in turn be reflected by changes in production of aquatic organisms. The first chapter of this thesis described the interconnections between aquatic and terrestrial ecosystems and reviewed the different mechanisms through which variable inputs of terrestrial organic carbon could influence fish community dynamics in freshwater environments, and how these effects could be related to changes in fish production. The second chapter evaluated if growth and relative abundance/biomass of three common North American fish species: yellow perch (Perca flavescens), walleye (Sander vitreus), and lake trout (Salvelinus namaycush) are negatively, positively or not correlated with variable DOC concentration and how this relation varies between species. In general, our results provide only limited support of a possible relation between fish production and DOC concentration. Walleye growth rates declined by 50 % across a DOC range from 4.6 to 16.0 mg∙l-1 but no relation were observed for yellow perch across a DOC range from 4.1 to 15.7 mg∙l-1. Variable reductions in walleye growth and yellow perch relative abundance/biomass were observed along with increases of DOC concentration. Increases in lake trout production were not related to DOC (ranging from 2.6 to 8.8 mg∙l -1), but strongly related to higher total phosphorus (TP) concentration and to some extent, lower latitude. Hence, the importance of the DOC-growth relation was not consistent between each fish species included in our analysis, suggesting that a species-specific approach should be prioritized over a more general approach when evaluating the possible effect of changes in DOC concentration on freshwater fish production.Les apports terrestres en carbone organique dissous (COD) peuvent fortement modifier la productivité et les caractéristiques des écosystèmes lacustres, avec des répercussions potentielles sur les communautés de poissons. Le premier chapitre de cette thèse décrit l'inter-connectivité entre les écosystèmes aquatiques et terrestres, en présentant les différents mécanismes par lesquels une variation des apports en carbone organique du milieu terrestre pourrait influencer la dynamique des communautés de poissons d'eau douce et comment de tels changements pourraient être liés à une variation de la production de poisson. Le second chapitre évalue si la croissance et l'abondance/biomasse relative de trois espèces de poissons communes en Amérique du Nord : la perchaude (Perca flavescens), le doré jaune (Sander vitreus) et le touladi (Salvelinus namaycush) sont négativement, positivement ou non corrélés avec la concentration en COD et si l'importance de la relation varie entre les espèces. En façon générale, nos résultats fournissent un support limité pour l'hypothèse d'une relation entre la productivité de poisson et la concentration en COD. Le taux de croissance du doré jaune a diminué de 50 % au travers d'un écart de DOC allant de 4.6 à 16.0 mg∙l-1 mais aucune relation n'a été observée pour la perchaude dans un écart de DOC allant de 4.1 à 15.7 mg∙l-1. Des réductions importantes de croissance pour le doré jaune et d'abondance/biomasse relative pour la perchaude ont été observées avec l'augmentation de la concentration en COD. L'augmentation de la production de touladi n'était pas relié au DOC mais était plutôt fortement reliée à des concentrations plus élevés en phosphore total (PT) et jusqu'à un certain point, à des latitudes plus faibles. Ainsi, l'importance de la relation COD-croissance n'était pas consistante entre les espèces de poisson incluses dans notre analyse, suggérant qu'une approche spécifique à l'espèce devrait être priorisée par rapport à une approche plus générale lors de l'évaluation de l'effet possible d'une variation de la concentration en COD sur la production des populations de poisson