Effects of salmon carcass decomposition on biofilm growth and wood decomposition

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Abstract

Salmon carcasses from spawning migrations can be retained in stream ecosystems behind woody debris, boulders, and other substrata where they contribute nutrients and organic matter to the stream biota. We hypothesized that carcasses would enhance algal and microbial growth and wood decomposition. To test this, we placed wood and clay pot substrata directly downstream of decomposing salmon in the Little Knife River, Minn., U.S.A., and compared total biofilm biomass on substrata in the vicinity of decomposing salmon and upstream of salmon carcasses. After 335 days in the stream, there was a significant mass loss of wood but no apparent effect of carcass decomposition on wood mass loss. Significantly, more chlorophyll a was found on both wood and pots when carcasses were present (p < 0.05) compared with controls. Stable isotope analyses suggest that the fish-derived nitrogen was taken up by the periphyton and total biofilm. Biofilm on the pots and wood near fish showed a significant increase in ash-free dry mass (p < 0.05). We conclude that fish-derived nutrients enhanced algal and total biofilm growth but did not significantly influence wood decomposition.

Les carcasses de saumon qui restent après les migrations de fraye peuvent s'accumuler dans les écosystèmes lotiques derrière les débris ligneux, les blocs rocheux ou d'autres éléments du substrat, où elles fournissent des éléments nutritifs et de la matière organique au biote des cours d'eau. Nous avons avancé l'hypothèse que les carcasses favoriseraient la croissance des algues et des microorganismes ainsi que la décomposition du bois. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons placé des pièces de bois et des pots d'argile juste en aval de saumons en décomposition dans la Little Knife (Minn.), puis comparé la biomasse totale des films biologiques sur ces objets au voisinage de saumons en décomposition et en amont de carcasses de saumon. Après 335 jours, on a observé une perte de masse ligneuse significative, mais la décomposition des carcasses ne semble pas avoir contribué à cette perte de masse. On a observé aussi une quantité significativement plus importante de chlorophylle a sur le bois et l'argile quand des carcasses étaient présentes (p < 0,05) (comparaison avec les zones témoins). Les analyses d'isotopes stables laissent penser que l'azote issu du poisson était assimilé par le périphyton et les films biologiques. On a observé un accroissement significatif de la masse sèche sans cendre (p < 0,05) des films biologiques présents sur les pots d'argile et le bois situés près des poissons. Nous concluons que les nutriants issus du poisson augmentent la croissance des algues et des films biologiques, mais n'ont pas d'effet significatif sur la décomposition du bois.

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