Species-richness patterns in space, depth, and time (1989-1999) of the Portuguese fauna sampled by bottom trawl

¹ DRM, IPIMAR, Portuguese Institute for Fisheries and Sea Research, Av. de Brasília, 1449-006 Lisbon, Portugal
² DBV, Faculty of Sciences, Univ. Lisbon, Campo Grande, 1749-016 Lisbon, Portugal

Corresponding author: psousa@ipimar.pt

Received: 14 August 2005
Accepted: 3 March 2006

Abstract

We have analyzed a series of 22 groundfish surveys conducted between 1989 and 1999 on the Portuguese shelf and upper slope (97 sampling station grid, 36−710 m) in the summer, autumn, and winter, to address the hypotheses of latitudinal and depth trends in species richness (number of species) and whether these patterns changed over time and among seasons. Richness was modelled by means of a Generalized Additive Model (GAM) with significant covariates being latitude and longitude, in a joint-spatial smooth, and depth, chronological time, and season. A decrease in richness was detected along the continental margin, when moving higher in latitude, with lowest richness being found in the shallow northern area. Thus, although our study spanned only about 5 degrees in latitude, we found no exception to the equator-pole latitudinal decrease in richness commonly acknowledged by ecologists. There is no common agreement on the way marine fish species richness varies with depth, yet our findings were consistent for the entire eleven-year period: richness decreases slightly with depth, from the coastline to the shelf break (200−300 m), steadily increasing afterwards down the slope. The patterns of change in latitude and depth persisted in time and among seasons but their magnitude changed. Richness was higher in the winter compared to the other seasons.

Résumé

Nous analysons une série de 22 campagnes de chalutage de fond conduites entre 1989 et 1999 sur le plateau et le niveau supérieur de la pente continentale du Portugal (97 stations, entre 36 et 710 m de profondeur) en été, automne et hiver, pour vérifier les hypothèses liées à la variation du nombre d'espèces en fonction de la latitude et de la profondeur, et si ces tendances varient avec le temps ou selon les saisons. Le nombre d'espèces est modélisé au moyen du modèle additif généralisé (GAM) avec comme co-variables significatives la latitude-longitude, la profondeur, la chronologie et la saison. Une diminution du nombre d'espèces a été détectée le long de la marge continentale, augmentant avec la latitude, avec le plus faible nombre dans des zones septentrionales les moins profondes. Ainsi, bien que notre étude couvre seulement 5 degrés en latitude, nous n'avons pas trouvé d'exception à la diminution latitudinale du nombre d'espèces de l'équateur au pôle communément observée par les écologistes. Les opinions sont partagées en ce qui concerne la variation du nombre d'espèces de poisson en fonction de la profondeur ; nos résultats se sont révélés constants sur l'ensemble des 11 années de la période d'étude : le nombre d'espèces diminue légèrement avec la profondeur, de la côte vers les accores (200−300 m), puis augmente régulièrement le long de la pente continentale. Le schéma du changement en latitude et profondeur a persisté dans le temps, et selon les saisons, mais sa magnitude a changé. Le nombre d'espèce est plus élevé en hiver, comparé aux autres saisons.