Effect of spawning day and temperature on salmon emergence: interpretations of a growth model for Methow River chinook

W. Nicholas Beer and James J. Anderson

Abstract: A mechanistic temperature-dependent model for preemergent growth coupled with spawning and river temperature data is used to evaluate early life history strategies for chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) in the Methow River, Washington, U.S.A. Since the model provides a predictable coupling between time of spawning and fry emergence, it helps explain the spatial and temporal patterns observed for the sympatric stocks. The model suggests that progeny of August-spawning chinook in upper river habitats emerge at button-up (no visible yolk sac) over a wide range of days in the early spring. The eggs grow efficiently, which maximizes fry mass. The progeny of October-spawning downstream chinook can exploit a wide range of habitats in the river because their emergence mass is not sensitive to location in the river, but the adults must spawn later in the season to avoid summer high temperatures. Late spawning forces fry to emerge prior to button-up to avoid scouring flows but synchronizes their emergence times. The trade-offs between the spawning strategies of these two salmon runs are complex and the seasonal and spatial distribution of temperatures plays a critical role in these trade-offs.

Résumé : Un modèle mécaniste de la croissance avant l'émergence en fonction de la température combiné à des données sur la fraye et la température de la rivière a servi à évaluer les stratégies du début du cycle biologique chez le Saumon quinnat (Oncorhynchus tshawytscha) de la rivière Methow dans l'état de Washington aux États-Unis. Puisque le modèle relie, comme on s'y attend, le moment de la fraye et l'émergence des alevins, il aide à expliquer les structures spatiales et temporelles observées chez ces stocks sympatriques. Le modèle indique que la progéniture des saumons qui frayent en août dans les habitats d'amont émerge au stade de la résorption totale du sac vitellin au début du printemps sur une période étendue de plusieurs jours. Les oeufs croissent activement, ce qui maximise la masse des alevins. La progéniture des saumons qui frayent en aval en octobre peut exploiter une gamme étendue d'habitats dans la rivière, parce que la biomasse de l'émergence n'est pas fonction de la position dans la rivière; les adultes doivent frayer tard dans la saison pour éviter les températures élevées de l'été. La fraye tardive force les alevins à émerger avant la résorption totale du sac vitellin pour éviter les débits d'affouillement, mais cela synchronise leur période d'émergence. Les compromis dans les stratégies de fraye de ces deux montaisons de saumons sont complexes et la répartition saisonnière et spatiale de la température y joue un rôle crucial.

[Traduit par la Rédaction]