Integrating dispersal proxies in ecological and environmental research in the freshwater realm

Abstract

Dispersal is one of the key mechanisms affecting the distribution of individuals, populations, and communities in nature. Despite advances in the study of single species, it has been notoriously difficult to account for dispersal in multispecies metacommunities, where it potentially has strong effects on community structure beyond those of local environmental conditions. Dispersal should thus be directly integrated in both basic and applied research by using proxies. Here, we review the use of proxies in the current metacommunity research, suggest new proxies, and discuss how proxies could be used in community modelling, particularly in freshwater systems. We suggest that while traditional proxies may still be useful, proxies formerly utilized in transport geography may provide useful novel insights into the structuring of biological communities in freshwater systems. We also suggest that understanding the utility of such proxies for dispersal in metacommunities is highly important for many applied fields such as freshwater bioassessment, conservation planning, and recolonization research in the context of restoration ecology. These research fields have often ignored spatial dynamics and focused mostly on local environmental conditions and changes therein. Yet, the conclusions of these applied studies may change considerably if dispersal is taken into account.

Le mécanisme de dispersion est un des mécanismes clés à avoir un effet sur la répartition des individus, des populations et des communautés dans la nature. Malgré des progrès au niveau de l’étude des espèces uniques, il a été notoirement difficile de représenter le mécanisme de dispersion quant aux métacommununautés multispécifiques, où ce mécanisme a potentiellement des répercussions marquées sur la structure communautaire au-delà de celles des conditions environnementales locales. La dispersion devrait ainsi être directement intégrée tant au niveau de la recherche fondamentale qu’appliquée, et ce, au moyen de variables substitutives. Ici, nous passons en revue l’utilisation de variables substitutives dans la recherche actuelle des métacommunautés, suggérons de nouvelles variables substitutives et discutons comment les variables substitutives pourraient être utilisées au niveau de la modélisation de communautés, particulièrement concernant les systèmes d’eau douce. Nous suggérons que tandis que des variables substitutives traditionnelles peuvent toujours être utiles, les variables substitutives autrefois utilisées dans la géographie du transport peuvent fournir de nouveaux renseignements utiles en ce qui concerne la structure de communautés de systèmes d’eau douce. Nous suggérons aussi que comprendre l’utilité de telles variables substitutives au niveau de la dispersion dans les métacommunautés soit de la plus haute importance dans beaucoup de domaines appliqués, comme l’évaluation biologique d’eau douce, la planification de conservation et la recherche en matière de reconstitution du milieu naturel. Ces domaines de recherche n’ont souvent pas tenu compte de la dynamique spatiale et se sont concentrés surtout sur des conditions environnementales locales et des changements afférents. Pourtant, les conclusions de ces études appliquées peuvent changer considérablement si le mécanisme de dispersion est pris en compte. [Traduit par la Rédaction]